Voltar à Página da AGB-Nacional


 

 

 

X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA

 

CARACTERIZAÇÃO CLIMÁTICA DOS VENTOS ASSOCIADOS A EVENTOS DE PRECIPITAÇÃO EXTREMA EM BELO HORIZONTE – MG

 

Magda Luzimar de Abreu

Professora Adjunto

Taiza de Pinho Barroso

Graduando em Geografia - Bolsista Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais

 

 

Departamento de Geografia

Instituto de Geociências – Universidade Federal de Minas Gerais

Belo Horizonte – MG

 

 

Palavras chaves: Eventos extremos de chuva – ventos – Belo Horizonte

Eixo: Aplicação da Geografia Física à Pesquisa

Sub-eixo: Aplicações temáticas em estudos de casos

 

INTRODUÇÃO

 

O clima em qualquer região é determinado pela circulação geral da atmosfera. Esta resulta, em última instância, do aquecimento latitudinal do globo pela radiação solar e da distribuição de oceanos e continentes, bem como das características topográficas sobre os continentes. Padrões de circulação gerados na atmosfera redistribuem calor, umidade e momentum (quantidade de calor)  por todo o globo (Climanálise, 1986). No entanto, esta redistribuição não é homogênea, agindo algumas vezes no sentido de diminuir as variações regionais dos mesmos elementos  climáticos, tais como temperatura e precipitação, as quais têm uma enorme influência nas atividades humanas.

A região sudeste do Brasil, assim como o Estado de Minas Gerais, apresentam um clima que é bastante diversificado devido a vários fatores, como: a posição latitudinal e longitudinal, a topografia e as influências de ordem dinâmica, por exemplo, a predominância de frentes frias. Segundo Nimer (1979), o Sudeste apresenta-se como unidade climatológica por ser uma zona de equilíbrio dinâmico entre as correntes perturbadas de altas tropicais e altas polares. Disto, decorre a característica de transição na climatologia regional do sudeste.

O Estado de Minas Gerais destaca-se por apresentar alterações significativas durante o verão, tais, como: o enfraquecimento do gradiente norte – sul da temperatura, devido ao forte aquecimento do continente sul-americano; o surgimento de células de baixa pressão na superfície e nos níveis mais altos, originando uma grande célula de alta pressão, “a chamada alta da Bolívia, cuja posição eqüivale à do Brasil central” (Santos, 1999: 34). As células de baixa pressão são denominadas linhas de instabilidade (IT) e sua formação e existência  coincidem com a grande disponibilidade de umidade na Amazônia. Esta umidade, em função do giro anticiclônico dos ventos sobre o território brasileiro e também em função da barreira formada pela Cordilheira Andina é transportada para o leste e sudeste. A combinação de linhas de instabilidade (IT), de advecção de umidade e frentes fria estacionárias, favorece a formação de forte convecção na região sudeste, que contribui para os altos totais pluviométricos observados na região. A associação destes fenômenos origina a Zona de Convergência do Atlântico Sul (Abreu, 1998).

Este trabalho tem como objetivo geral investigar a relação entre chuvas intensas na capital mineira e os processos atmosféricos de larga e meso escala. Os objetivos específicos compreendem a análise de eventos de chuva cuja ocorrência esteja relacionada à observação de ventos predominantes dos quadrantes oeste e norte e o entendimento de sua associação com os fenômenos atmosféricos atuantes na estação chuvosa mencionados anteriormente: linhas de instabilidade (IT), sistemas frontais e a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). No caso de Belo Horizonte, Moreira (2002) sugere que existe influência dos ventos do quadrante norte/oeste sobre o regime de chuvas na região.

Pesquisas vêm apontando as conseqüências da interferência do homem no ecossistema devido ao intenso processo de urbanização, pela qual passou o Brasil no último século. Muitos problemas foram gerados, principalmente, pela falta de planejamento deste processo. Dentre os elementos que afetam o clima de Minas Gerais, a chuva é aquela que causa mais prejuízo, muitas vezes em perdas de vidas. Durante a estação chuvosa são comuns os desmoronamentos de casas e barracos situados em locais impróprios para moradia, alagamentos de ruas e avenidas, principalmente, pela saturação do solo, impermeabilização das vias urbanas e pela alteração nas bacias de drenagem; entre muitos outros danos. Assim, o conhecimento do comportamento das variáveis climáticas, principalmente na estação chuvosa, e o da interação entre os fenômenos observados nesta época do ano e seus efeitos sobre a sociedade, é essencial para melhorar as previsões de tempo e clima e auxiliar os responsáveis nas tomadas de decisão. Tal situação se aplica à região de Belo Horizonte e justifica, para as autoras, o desenvolvimento deste trabalho.

 

CONSIDERAÇÕES TEÓRICAS

 

A região metropolitana de Belo Horizonte, a exemplo da zona metalúrgica do Estado de Minas Gerais, por sua localização geográfica, sofre a influência de fenômenos meteorológicos de latitudes médias e tropicais que imprimem à região características de um clima de Transição. Segundo Nimer (1979) predominam sobre o Estado perturbações de sul, de leste e de oeste. Duas estações bem definidas podem ser identificadas: uma seca e uma chuvosa.

A estação seca é observada no outono e no inverno. No  inverno predomina a atuação da Frente Polar Atlântica - FPA e do anticiclone subtropical do Atlântico Sul. Este atua com circulação continental antes do sistema frontal atingir o Estado, causando forte estabilidade atmosférica. Após a passagem dos sistemas frontais, a massa de ar predominante do sul do continente avança até o centro do Estado, provocando queda de temperatura.

No verão o anticiclone subtropical do Atlântico Sul atua predominantemente sobre o oceano. Belo Horizonte então, sofre forte influência de sistemas convectivos associados ao aquecimento continental. Segundo Moreira (2002), estes sistemas conhecidos como linhas de instabilidade são constituídos por nuvens, denominadas cumulo-nimbus, organizadas em linhas ou em curva. Estas linhas formam um sistema associado à circulação de escala sinótica. Nimer (1979) afirma que as linhas de instabilidade são comuns no interior do Brasil, em especial nos meridianos de 45º a 40ºW, sendo muito freqüentes durante o verão e raras durante o inverno. Estas linhas podem provocar significativa precipitação. As linhas de instabilidade, originadas da continentalidade afetam a região de Belo Horizonte e são intensificadas pela circulação de vale-montanha.

Segundo Abreu (1998), as linhas de instabilidade tropical estão relacionadas aos núcleos de baixa de pressão, originários do aquecimento continental. Elas equivalem às correntes perturbadas de oeste identificadas por Nimer (1977). Estas depressões podem associar-se à convergência que se verifica no lado equatorial dos sistemas frontais. A partir dessa associação ao norte da Frente Polar, intensifica-se a formação das ITs sobre o continente. Depois de formadas elas se deslocam lentamente podendo permanecer estacionárias. Moreira (2002) afirma que à medida que a Frente Polar avança para o Equador, as ITs se deslocam para E, ou mais comumente para SE, anunciando, nuvens pesadas e geralmente chuvas tipicamente tropicais. Esta situação favorece a ocorrência de  tempestades severas, que ocorrem geralmente à tarde, e à noite.

A interação entre os sistemas frontais e as linhas de instabilidade é conhecida como Zona de Convergência do Atlântico Sul – ZCAS e está associada às conhecidas “invernadas”, que podem durar até 10 dias e que estão associadas a enchentes, deslizamentos e perda de vidas humanas (Abreu, 1998). A ZCAS pode ser observada, em imagens de satélite, como uma banda de nebulosidade orientada noroeste-sudeste, e em dados mensais de precipitação e de Radiação de Onda Longa emitida para o espaço – ROL (Oliveira (1986), Nobre (1988) e Rocha e Gandu (1996) in Abreu, 1998). Quadro e Abreu (1994) estudaram casos de ZCAS durante dez anos utilizando dados do European Centre for Medium Range Weather Forecast - ECMWF. Eles sugerem que a ZCAS é formada e, mantida, pela ação conjunta da convecção tropical originada da região amazônica e, da convergência associada a FPA.

Por estar associada à convecção tropical, que se estabelece na região amazônica, a ZCAS começa a se manifestar na primavera na região sudeste. Em novembro / dezembro ela atua principalmente no norte de Minas Gerais e sul do Estado da Bahia. No  início do verão ela predomina sobre o centro-sul de Minas Gerais (época na qual atinge a capital mineira), norte do Rio de Janeiro e sul do Espírito Santo e, posteriormente, se desloca para o sul, atingindo os Estados de São Paulo e Rio de Janeiro. Portanto a ZCAS apresenta uma variabilidade espacial, deslocando-se latitudinalmente de norte (no início da estação chuvosa) para  sul (no meio da estação chuvosa) (Abreu, 1998 e Quadro e Abreu, 1994).

É sabido que durante a estação chuvosa, a população belorizontina sofre com enchentes, desabamentos, engarrafamentos de trânsito, danos à pavimentação nos corredores de intenso tráfego de veículos, entre outros problemas. Embora parte destes problemas seja atribuída a um planejamento urbano deficiente, constata-se também a carência de dados sobre a distribuição espacial das precipitações na área metropolitana da cidade, o que dificulta o entendimento de suas causas. Ferreira (1996) estudou dois casos de precipitações ocorridos nas estações chuvosas de 78/79 e 84/85, e que ocasionaram grandes impactos à população e ao meio ambiente da capital mineira. Ele concluiu que a presença da Frente Polar Atlântica foi fator fundamental na ocorrência dos altos totais de precipitação durante aqueles períodos, porém nenhuma menção foi feita aos processos dinâmicos da circulação atmosférica causadores destes eventos extremos.

Um aspecto importante da circulação do ar em Belo Horizonte foi apontado por Moreira (2002). Segundo este autor, o sentido predominante do vento na região é do quadrante leste/nordeste devido à ação do anticiclone subtropical do Atlântico Sul. Porém em seu trabalho, a análise inter-anual dos ventos, mostrou que alguns anos da série de dados não obedeciam a este padrão, tendo sido observado o predomínio de ventos do quadrante norte/oeste, associados a anomalias positivas de precipitação mensal. 

Finalmente observa-se que sistemas de ventos locais também atuam em Belo Horizonte resultante da circulação de brisa entre as encostas que circulam a cidade e a depressão onde grande parte da cidade se localiza, originada do aquecimento e do resfriamento diferenciados à superfície.

 

 

CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO

 

Belo Horizonte é o núcleo de uma Região Metropolitana de vinte e seis municípios com uma população de 3.461.905 habitantes, das quais 2.020.161 vivem na capital, segundo o Censo Demográfico de 1991 do Instituto de Geografia e Estatística – IBGE. Belo Horizonte é também considerada um dos mais importantes centros econômicos do Brasil. Inaugurada em 1897, a capital mineira foi planejada para ser uma das capitais mais modernas do país. Um dos fatores que contribuíram para a escolha de Belo Horizonte como a nova capital foi o seu quadro físico, pois apresentava um clima “ameno” e “salubre”, segundo consta no relatório técnico onde Aarão Reis avaliava as condições de implantação da nova capital (Santos, 1999).

A capital mineira localiza-se a 19º 55’  de latitude sul e a 43º 50’  de longitude oeste, encontrando-se a aproximadamente 400Km da costa oceânica. A localização da cidade se dá no contato entre o Quadrilátero Ferrífero e a Depressão de Belo Horizonte, principais conjuntos morfoestruturais. O Quadrilátero Ferrífero, representado pela Serra do Curral e seus prolongamentos caracteriza-se como um alinhamento montanhoso que faz limite com os municípios de Sabará, Nova Lima, Brumadinho e Ibirité. A Depressão de Belo Horizonte corresponde a um relevo de colinas no domínio ao norte da Serra do Curral, com consideráveis extensões planas ou de baixas declividades, apresentando-se como mais favorável à ocupação.

Segundo os dados originados do Instituto Nacional de Meteorologia – INMET (1992), a capital mineira apresenta temperatura média do ar de 21º C e total pluviométrico anual de 1490 mm. Como indicado no gráfico 1, a estação chuvosa se estende de outubro a março quando são registrados mais de 80 % do total anual de precipitação. A estação compreende também os meses mais quentes do ano, com médias superiores a 22º C. O comportamento da umidade relativa do ar não apresenta grande variabilidade sazonal ou mensal; sendo máxima em janeiro (79 %) e mínima em agosto (64%). A velocidade média do vento é de 1,4 m/s, com pouca variação anual, e a direção dominante é de leste e nordeste (Moreira, 2002).

O clima de Belo Horizonte é determinado por vários fatores, como a circulação geral da atmosfera e a influência de sistemas de meso-escala e escala local, tais como o anticiclone subtropical do Atlântico Sul, os sistemas frontais, a posição latitudinal e longitudinal da cidade, sua topografia, etc.

O anticiclone subtropical do Atlântico Sul atua sobre a capital mineira durante todo o ano, intensificando sua magnitude durante os meses de inverno. A circulação dos ventos oriundos deste anticiclone gera ventos de leste e nordeste. Durante o verão observa-se ventos de oeste, noroeste e sudoeste provenientes do continente. Ventos de sudeste e sul também são observados, particularmente relacionados à presença de sistemas frontais.

 

Gráfico 1 – Climatologia de Belo Horizonte – MG.

Fonte: Normais climatológicas – INMET, 1992

 

METODOLOGIA

 

Para o desenvolvimento do trabalho foi utilizada a série histórica dos dados da estação meteorológica do 5º Distrito de Meteorologia do Instituto Nacional de Meteorologia – INMET, situada no bairro de Lurdes, em Belo Horizonte, a 43,93º W, latitude 19,93º e altitude 915 m. O período da série é de janeiro de 1970 a dezembro de 2000, e os dados, de superfície, compreendem a temperatura do ar (º C), a umidade relativa do ar (%), a velocidade (m/s) e a direção do vento, e a precipitação (mm), todos, nos horários sinóticos de 12h, 18h e 24h, além das temperaturas máxima e mínima. 

Os dados foram organizados em planilhas do software Excel, através do qual foram calculadas médias diárias compensadas da temperatura do ar (INMET, 1992), e médias diárias simples para a umidade relativa do ar e para a velocidade do vento. As variáveis climáticas compõem um total de 360 planilhas, agrupadas em arquivos anuais, cada planilha contendo um mês de dados.

Os eventos diários de precipitação foram relacionados aos sentidos predominantes dos ventos em cada horário sinótico. Primeiramente, selecionou-se todos os eventos que tinham sentido predominante do quadrante norte/oeste, em pelo menos um dos horários sinóticos. Estes eventos foram contados para cada horário, por mês. A partir da nova organização dos dados foram analisados os eventos de precipitação intensa, com totais diários superiores a 30mm, que segundo Moreira (2002) são caracterizados como de chuvas fortes, como mostra a tabela 1. Tal análise objetivou relacionar os ventos do quadrante norte/oeste com eventos intensos de chuvas, como sugerido no trabalho de Moreira (2002), mencionado anteriormente. Os resultados das análises foram expressos em gráficos que serão apresentados neste trabalho.

 

TABELA 1: CLASSE E TIPO DE PRECIPITAÇÃO ASSOCIADA

Classe de Precipitação

Tipo de Precipitação

0 – 1 mm

Chuvisco

1 – 10 mm

Chuva Fraca

10 – 20 mm

Chuva Moderada

20 – 30 mm

Chuva Moderada a Forte

30 – 40 mm

Chuva Forte

40 – 50 mm

Chuva Muito Forte

> 50 mm

Chuva Extremamente Forte

Fonte: Moreira, J. (2002)

RESULTADOS

 

Análise inter-anual

 

A análise inter-anual indicou a ocorrência média de 16 casos de precipitação intensa, superior a 30 mm, durante o período estudado (gráfico 2). Como observado por Moreira (2002), parte dos eventos de chuva nesta categoria está relacionada a ventos predominantes do quadrante norte/oeste. O ano de 1983 registrou o maior número de eventos, 30 casos, enquanto 1976, registrou o menor número de eventos, 9 casos. A maior relação entre eventos de chuva intensa e ventos do quadrante analisado ocorreu em 1984, 90 %, e a menor em 1975, 20%.

 

Gráfico 2 – Eventos de chuvas anuais superiores a 30mm, e percentual de ocorrência de ventos do quadrante norte/oeste a eles associados, em Belo Horizonte – MG.

Fonte de dados: INMET.

 

Moreira (2002) sugeriu que fenômenos de larga – escala, como El Niño e La Niña, podem influenciar a dinâmica das chuvas intensas em Belo Horizonte, ocasionando precipitações intensas associadas a linhas de instabilidade e frentes estacionárias. De fato observa-se que a análise inter-anual aqui apresentada contribui para esta conclusão uma vez que, dos quatorze eventos acima da média de 16 ocorrências com totais de precipitação intensa, nove  ocorreram durante o fenômeno El Niño (78, 80, 83, 87, 91, 92, 93, 94 e 95) e três durante fenômenos La Niña (85, 89 e 96). Destes eventos 8 apresentam acima de 55% de relação com ventos do quadrante norte/oeste, nos eventos de El Niño e todos relacionados com o fenômeno La Nina apresentam acima de 60% de relação com os ventos estudados.

Outra maneira de analisar as variações inter-anuais é apresentada no gráfico 3, onde observa-se claramente que a curva dos totais de precipitação acima de 30mm relacionados a ventos do quadrante norte/oeste apresenta o mesmo comportamento da curva dos totais de precipitação no período entre 1971 e 1982. A partir de 1983, exceto em 1986, variações na quantidade de eventos de chuvas intensas não se relacionam diretamente com a variação do comportamento da curva de eventos relacionados com os ventos estudados. As autoras propõem uma análise futura mais detalhada que permita observar se o mesmo comportamento é observado em outras categorias de chuvas. É importante ressaltar porém que a análise dos dados anuais englobam tanto dados da estação chuvosa como dá estação seca, portanto, apresenta-se a seguir a análise do comportamento mensal das precipitações intensas.   

 

Gráfico 3 – Número de eventos anuais de precipitação intensa e de ventos do quadrante norte/oeste a eles associados, em Belo Horizonte – MG. - Fonte de dados: INMET.

 

Análise mensal

 

O gráfico 4 apresenta os resultados da análise mensal da relação entre as precipitações superiores a 30 mm e sua relação com ventos do quadrante norte/oeste. Observa-se que a maior concentração de chuvas desta categoria é registrada no período entre novembro e março. Este resultado não surpreende uma vez que este é o período da estação chuvosa. As chuvas de outono e inverno são fracas e ocorrem predominantemente associadas à passagem de sistemas frontais.  Observa-se também que o mês de março apresenta o menor percentual de eventos relacionados com ventos do quadrante norte/oeste. Ressalta-se que o mês de fevereiro apresenta o menor número de eventos de chuva intensa, embora mantenha alta relação dos eventos com os ventos estudados (quase 60%).

Concluiu-se que a alta relação entre chuvas intensas e ventos do quadrante norte/oeste expressa a atuação das linhas de instabilidade, oriundas da expansão da massa de ar Equatorial Continental, formada sobre a região amazônica, onde predominam movimentos convectivos, particularmente quando os ventos fluem de norte, noroeste e oeste. Os ventos de sudoeste estão associados às frentes frias e à ação da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS).

Durante a estação seca observa-se que a maior ocorrência de chuvas intensas na categoria estudada é registrada em agosto. O mês de julho registra a maior relação de eventos com ventos do quadrante norte/oeste (100%). Ressalta-se porém que apenas um caso de chuva intensa foi registrado neste mês. Como nesta época do ano o aquecimento continental não é o fator predominante na gênese das chuvas intensas em Belo Horizonte, as autoras sugerem que uma análise sinótica deste caso deve ser realizada para que se possa entender a dinâmica atmosférica associada à ocorrência de eventos do quadrante norte/oeste dentro da estação seca.

 

CONSIDERAÇÕES FINAIS

 

O trabalho aqui apresentado apresenta o padrão de comportamento da estação chuvosa na estação climática de Belo Horizonte – MG, no período de 1970 a 2000. Verificou-se que eventos de chuva, caracterizada como forte, apresentam um padrão de vento diferenciado. Grande percentual dos totais de precipitação intensa (acima de 30 mm diários) está associada a ventos do quadrante norte/oeste devido a fatores climáticos de escala sinótica, e de escala global, tais como: as Linhas de Instabilidade, as Frentes e a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS).

Verificou-se também que alguns dos eventos analisados podem estar relacionados à influência de fenômenos de escala global, como El Niño e La Niña. Esta comprovação confirma a hipótese levantada por Moreira (2002).

Para melhor caracterizar o padrão de ventos associados a eventos de chuvas intensas propõe-se que novas categorias de chuvas sejam analisadas, como chuvas acima de 40 mm e abaixo de 15 mm, e comparadas com as apresentadas neste trabalho. Propõe-se ainda, verificar dados de outras estações meteorológicas em outras regiões do Estado de Minas Gerais para investigar se o comportamento do  padrão de vento se mantém como o aqui observado.

 

Gráfico 4: Número de eventos de precipitação mensais superiores a 30mm e de percentual de ventos mensais do quadrante norte/oeste a eles associados, em Belo Horizonte – MG. Fonte de dados: INMET.

 

AGRADECIMENTOS:

 

À Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais – FAPEMIG por patrocinar a bolsa de iniciação científica que originou este trabalho. Ao 5º. Distrito de Meteorologia do Instituto Nacional de Meteorologia, do qual se originam os dados meteorológicos.

 

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

 

ABREU, M. L. Climatologia da Estação Chuvosa de Minas Gerais: de Nimer (1977) à Zona de Convergência do Atlântico Sul. Revista Geonomos, vol IV, número 2. Dez de 1998.

 

INMET; INPE. Região Sudeste. In: Climanálise: Boletim de Monitoramento e Análise Climática. Número Especial. São José dos Campos, Outubro de 1986. 

 

MOREIRA, J. L. B. Estudo da Distribuição espacial das Chuvas em Belo Horizonte e em seu entorno. UFMG, Belo Horizonte, Abril de 2002. Dissertação de Mestrado.

 

NIMER, Edmon; Climatologia da Região Sudeste. In: Climatologia do Brasil. Rio de Janeiro: IBGE, 1979. 422p.

 

OLIVEIRA, A. S., 1986: Interações entre Sistemas na América do Sul e Convecção na Amazônia. Tese de Mestrado em Meteorologia - Instituto  Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, SP; (INPE - 4008 - TDL / 239).

 

de QUADRO, M. F. L.; ABREU, M. L., 1994: Estudo de Episódios de Zona de Convergência do Atlântico Sul sobre a América do Sul. Anais do VIII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Belo Horizonte, MG, 18 a 25 de Outubro, v. 2, 620-623.

 

ROCHA, A. M. G. C.; GANDU, A. W., 1996: A Zona de Convergência do Atlântico Sul. Climanálise Especial: edição comemorativa de 10 anos, 140-142.

 

SANTOS, M. R. Influência da morfologia urbana nas condições de conforto térmico em uma fração urbana da cidade de Belo Horizonte. UNB, Brasília, 1999. Dissertação de Mestrado.