Observational study of a rainy January day in the Northeast Brazil semi‐arid region: synoptic and mesoscale characteristics

Abstract

This is an analysis of the atmospheric structure of a particular rainy day in January 1985, a month of well-above-normal rainfall in the Northeast Brazil semi-arid region. Close attention is given to 24 January 1985, with a focus on the rain structures that are most indicative of the mesoscale convective systems (MCSs) within a radar coverage area centred at Petrolina (9°24 S, 40°30 W), situated in the semi-arid lower-middle portion of the São Francisco River Valley. The contribution of the synoptic environment to the development of these systems is also investigated. C-band meteorological radar, along with surface rain-gauge data (intensities and 24-hour totals), has made possible a diagnosis of the mesoscale structure of the rain systems. Surface data, upper-air data, NCEP/NCAR reanalyses and Meteosat satellite images are employed as well. On the synoptic scale, the results reveal that during the greater part of the month, the area of study was largely influenced not only by the western sector of the South Atlantic upper-tropospheric trough but also by a weak South Atlantic subtropical high, as indicated by surface winds in Petrolina over all quadrants of the wind rose, except for the typical southeasterly winds. On day 24, the upper trough showed high amplitude, whereas the South Atlantic high was weak, as demonstrated by less intense subsidence inversion, high moisture content, and light and variable winds in the mid-to-lower troposphere. Extensive (meso-β-scale), long-lasting stratiform rain areas with embedded convection that became intensified in the mid-to-late afternoon indicated the presence of MCSs. These precipitation areas were dynamically supported by low-level moisture convergence and upward motion on the mesoscale and larger scales, while surface heating due to solar radiation may have been an additional factor for convection growth in the afternoon. A large number of raingauge stations reporting rain and surface rain rates (5-minute duration) higher than 60 mm h −1 gave additional evidence of widespread light (stratiform) and localized intense (convective) rainfall, indicating the presence of MCSs.

Convecção linearmente organizada na área de Petrolina, semi-árido do Nordeste do Brasil: aspectos em meso e grande escala

“…Inicialmente, foi analisado todo o mês de março de 1985 considerando que estudos já realizados (Silva Aragão et al, 2000;Araújo, 1996) Estudos observacionais evidenciam que as propriedades dinâmicas de sistemas convectivos profundos (convecção isolada ou organizada em mesoescala) dependem de fatores como instabilidade termodinâmica e cisalhamento vertical do vento. Amplas evidências indicam que o desenvolvimento desses sistemas tem forte relação com a Energia Potencial Disponível para Convecção (CAPE) e é influenciado pelo cisalhamento vertical do vento na baixa troposfera (Domingues et al, 2004).…”

“…Por outro lado, são poucos os trabalhos que enfocam os sistemas de mesoescala que atuam na região (Silva Aragão et al, 2007;Barbosa e Correia, 2005;Diniz et al, 2004). Neste estudo, imagens de um radar meteorológico banda-C, obtidas durante a estação chuvosa de 1985 na região de Petrolina-PE (9°24'S, 40°29'W, 377m), permitem avaliar a distribuição e organização dos ecos, e analisar sua formação, desenvolvimento e intensificação num círculo de 250 km de raio, e assim detectar sistemas organizados com características de linhas de instabilidade, a exemplo das linhas de instabilidade da região amazônica (Garstang et al, 1994;Greco et al, 1994;Cohen et al, 1995).…”

Regimes do vento à superfície na área de Petrolina, submédio São Francisco

“…Essa inversão parece inibir a formação de chuvas isoladas mantendo baixa a quantidade de precipitação. Entretanto, os cúmulos de convecção profunda podem se desenvolver sobre áreas específicas da superfície e também na presença de outros sistemas atmosféricos organizados (Zona de Convergência Intertropical, cavado de ar superior do Atlântico Sul/vórtices ciclônicos de ar superior, sistemas frontais austrais), que causam enfraquecimento ou interrupção no regime dos ventos alísios de sudeste e o enfraquecimento ou eliminação da inversão, favorecendo o desenvolvimento e a organização da convecção profunda e, consequentemente, a formação de sistemas convectivos de mesoescala (Silva Aragão et al, 2000;Souza, 2003;Diniz et al, 2004;Barbosa e Correia, 2005;Silva Aragão et al, 2007;Santos Silva et al, 2008).…”

“…Vários estudos mostram que grandes eventos de chuva ocorridos na área de Petrolina estiveram associados a sistemas convectivos de mesoescala formados na presença: (a) do cavado de ar superior do Atlântico Sul em janeiro, (b) de um vórtice ciclônico de ar superior em março, (c) da Zona de Convergência Intertropical em abril; (d) de um sistema de origem frontal em junho (Damião, 1999;Souza, 2003;Barbosa e Correia, 2005;Moscati e Gan, 2006;Silva Aragão et al, 2007;Santos Silva et al, 2008 O fato da resolução temporal dos dados da PCD não ser a mais adequada para estudos da variabilidade do vento na escala de tempo diária, torna necessário fazer algumas considerações. Dados com essa resolução temporal podem mascarar parte das variações que caracterizam o ciclo diário.…”

Esfera De Bloch: Interação Entre Trens De Pulsos E Sistemas Atômicos

“…f = 1,54cal/min.cm 2 = 1,54 . 4,2 / 10 -4 SILVA ARAGÃO, et al, 2007). Portanto, monitorar variações do gradiente vertical da refratividade e consequentemente o desenvolvimento de dutos de superfície é importante no controle da qualidade de informações provenientes de sistemas radioelétricos fundamentais em operações de pousos e decolagens em condições adversas de tempo.…”