Nevoeiro
Organizado por: Víctor Raúl Chávez Mayta
I.- INTRODUÇÃO
ü Nevoeiro
é um tipo de nuvem estratiforme que se forma na superfície ou muito próximo a
ela, e que afeta seriamente a visibilidade. Os nevoeiros surgem quando o vapor
de água que permanece no ar, condensa-se próximo da superfície terrestre,
formando-se nuvens constituídas de gotículas microscópicas de água líquida
(Wallace and Hobbs, 2006).
ü Por
isso, existe muita preocupação por parte dos órgãos gerenciadores dos meios de
transportes aéreos, marítimos e rodoviários, pois muitas vezes, o nevoeiro é
situação precursora de acidentes.
ü Pode
trazer benefícios às atividades humanas, como por exemplo no Peru, que se
coleta entre 5-15 litros de água por dia através de 1 coletor de 1 m2 (Fonte: www.ana.gob.pe).
ü Atualidade:
Um nevoeiro atingia vários bairros da Zona Sul de São Paulo na manhã desta
sexta-feira (05-06-2015). A queda acentuada da temperatura, falta de vento e a
alta umidade provocam a névoa que compromete a visibilidade. Por conta da
neblina, o Aeroporto de Cumbica, em Guarulhos, chegou a ficar fechado para
pousos das 7h26 às 8h15. Nesse período, seis voos foram desviados para outros
aeroportos. (Fonte: g1.globo.com).
II.- DEFINIÇÃO
Nevoeiro
e Neblina
World Meteorological Organization - WMO
(1966),
O nevoeiro pode ser
descrito como uma suspensão de gotículas de água ou cristais de gelo na
atmosfera que reduz a visibilidade horizontal na superfície a menos de 1 km.
Meteorological Office (1994)
O nevoeiro é
caracterizado quando a visibilidade for menor que 1 km e a Umidade Relativa
(UR) próxima a 100%, com um mínimo de 95%.
-
Nevoeiro.- quando
a visibilidade horizontal no solo é inferior a 1 km.
-
Neblina.- quando
a visibilidade horizontal no solo é superior a 1 km.
Fig. 1. Diferenças entre nevoeiro (esq.),
neblina (der.).
III.- CARACTERÍSTICAS
A
classificação mais utilizada é a de Willett (1928), no qual os nevoeiros são
agrupados em termos de processos de formação e características, em duas classes
distintas : nevoeiros de massas de ar e nevoeiros frontais.
a) Nevoeiros
de massas de ar
Os
nevoeiros de massas de ar formam-se no interior de uma massa de ar, quente ou
fria, e subdividem-se em:
• Nevoeiros
de radiação
É
o tipo de nevoeiro que mais ocorre no São Paulo. Segundo CPTEC o nevoeiro de
radiação geralmente ocorre em noites com predominância de vento calmo na
superfície, céu claro ou somente com nuvens altas, a sua formação se origina
devido ao resfriamento da superfície, assim a superfície e camada adjunta ficam
mais frias que a camada de ar acima, criando deste modo a camada de inversão e
as demais condições para o surgimento do nevoeiro.
Fig. 2. Formação de nevoeiros de
radiação. Fonte: INPE/CPTEC
Normalmente
estes tipos de nevoeiros se dissipam em 1 a 3 horas após o nascer do sol. Em
inverno pode ser, mas persistente.
•
Advectivo-radiativo
Se
forma sobre o continente por resfriamento radiativo noturno de ar procedente do
mar durante o dia. Ocorre principalmente no fim do verão e outono quando a água
está relativamente mais quente e é, portanto, capaz de produzir alta
temperatura do ponto de orvalho no ar sobrejacente e também quando as noites
são longas o bastante para haver um resfriamento considerável.
•
Nevoeiros de advecção
Nevoeiros
do tipo advectivo são produzidos pelo transporte de ar quente sobre uma
superfície fria, ou pelo transporte de ar frio sobre uma superfície quente,
característico de regiões costeiras, e ocorrem praticamente durante todo o ano
(Wallace and Hobbs, 2006). Nesse tipo, têm-se os nevoeiros associados a:
1.
Nevoeiros associados a brisas
marítima e terrestre.- Se forma pelo resfriamento de ar
continental sobre o oceano. Este tipo de nevoeiro também ocorre sobre grandes
corpos de água no continente. Exemplos: nevoeiros produzidos em lagos
Lago Titicaca (Peru-Bolívia), em rios Amazonas.
2.
Nevoeiro de ar marítimo.- Se dá pelo resfriamento do próprio
ar marítimo sobre uma corrente marítima fria, podendo ocorrer em qualquer lugar
do oceano onde houver significativa diferença de temperatura. Exemplos:
nevoeiros de verão nas costas do Peru, Chile.
3.
Nevoeiro de ar tropical.- O
nevoeiro de ar tropical está relacionado ao resfriamento gradativo do ar
tropical (quente) à medida que ele se move sobre o oceano em direção aos polos
(frio)
4.
Nevoeiro de vapor.- São
formados quando ar frio com baixa pressão de vapor passa sobre água relativamente
quente. Em geral esses nevoeiros são rasos (15-30m).
Características
e duração.- São frequentemente profundos (300-600 m) e persistentes.
b) Nevoeiros frontais
Os
nevoeiros frontais formam-se associados com frentes (fria ou quente),
resultante da evaporação de precipitação proveniente de nuvens estratiforme que
cai dentro do ar frio. Os nevoeiros frontais tomados de Souza, Marcos Paulo (2008)
subdividem-se em:
•
Pós-frontal (frente fria)
Se
forma nevoeiro através da umidade da precipitação frontal. Apenas frentes frias
que se tornaram quase-estacionárias, usualmente orientadas na direção
leste-oeste, apresentam extensas áreas de nevoeiro.
•
Pré-frontal (frente quente)
O
efeito da precipitação em colunas estáveis de ar pode aumentar a Td até que o
nevoeiro seja formado sem resfriamento da camada de ar inferior. Estas
condições são mais facilmente obedecidas no lado frio adiante de uma frente
quente.
IV.-
IDENTIFICAÇÃO
Existe
um problema na diferenciação de nevoeiro e stratus através de imagens de
satélite. Geralmente, VIS e IV são usadas em combinação para localizar o
nevoeiro. Quando múltiplas ou imagens espaçadas no tempo estão disponíveis, uma
boa regra a seguir é que se a superfície lisa, branca da não se desloca, e sua
dispersão sempre se dá das bordas para dentro, ou seja, de onde ele é menos
denso para onde é mais denso, tais como montanhas ou vales de rios, que limitam
a área em que o nevoeiro pode cobrir. Nevoeiro de superfície pode ser
identificado porque está frequentemente restrito a áreas de vales. O CPTEC tem
um produto de detecção de nevoeiros através do satélite Geostationary
Operational Environmental Satellite - 13 (GOES-13. Ver figura seguinte:
Fig. 3. Imagem do satélite de
nevoeiro referentes à região Sudeste para 05/06/2015 às 0900 UTC.
Fonte: INPE/CPTEC
a) Determinação
de nevoeiro durante a noite
Durante
a noite, as diferenças de temperatura de brilho entre os canais 4 e 2 permitem
a determinação das áreas de ocorrência de nevoeiros, estratos e cirros. As diferenças positivas representam as áreas
com nevoeiro e/ou estratos. As diferenças negativas destacam as regiões com
cirros.
b)
Determinação
de nevoeiro durante o dia
Na
faixa espectral centrada em torno de 3,9 µm, a refletância das nuvens é
sensível principalmente ao tamanho das partículas (neste caso, gotas ou
cristais de gelo). Além disso, ela é dependente da fase da nuvem, ou seja,
gotículas d’água refletem de modo mais eficiente do que partículas de gelo do
mesmo tamanho. Outra característica conhecida é que as gotas menores refletem
mais do que as maiores.
EXEMPLO
DE APLICAÇÃO
Identificação
de um evento de nevoeiro: Um nevoeiro atingia vários bairros da Zona Sul de São
Paulo na manhã da sexta-feira (05-06-2015). Segundo a rede O’ Globo este evento
do nevoeiro afeto o aeroporto de Cumbica, em Guarulhos, chegando a ficar
fechado para entre 7h26 às 8h15.
ANÁLISE DAS CONDIÇÕES METEOROLÓGICAS
As condições
para formação de nevoeiro foram verificadas em médios (500 hPa) e baixos níveis
(pressão reduzida ao nível médio do mar; PNMM) na atmosfera.
Em
médios níveis (500 hPa)
Fig. 4 . Carta sinótica em 500 hPa. Fonte: Análises
Sinóticas. Aulas de meteorologia sinótica 2015.
Na área de
estudo para o dia 04/06/2015 se pode identificar uma região de alta pressão em
médios níveis gerando movimento subsidente, desfavorecendo a formação de nuvens e, portanto, influenciando a perda
radiativa. Estas condições foram
favoráveis para formação de nevoeiros no dia seguinte.
Em baixos níveis (PRNM)
Fig. 5. Carta sinótica em superfície. Fonte: Análises
Sinóticas. Aulas de meteorologia sinótica 2015.
A análise em
baixos níveis mostra ventos fracos de noroeste sobre a região sudeste do
Brasil. Além isso, se pode ver a influência da Alta Subtropical do Atlântico
Sul (ASAS) que desfavoreceu a formação de nebulosidade e atuou de forma
a estabilizar a atmosfera em baixos níveis. Estas condições são favoráveis para
a formação de nevoeiros.
ANALISE DE DADOS
FORNECIDOS PELOS PRINCIPAIS CENTROS METEOROLÓGICOS
a. Fenômeno de inversão térmica
A inversão térmica é um fenômeno natural que ocorre devido ao
rápido aquecimento e resfriamento da superfície. Os dados de rádiosondagem
correspondente à estação 83779 SBMT campo de marte fornecidos pelo website da
universidade do Wyoming (http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html)
para o dia 04/06/2015 mostra um aquecimento em baixos níveis. Neste fenômeno
mostra uma condição favorável para a formação de nevoeiro no dia seguinte.
Fig. 6. Sondagem referente para 04/06/2015 às 1200
UTC. Fonte: Universidade do Wyoming.
b. Dados fornecidos pelo REDEMET (Rede de meteorologia do comando da Aeronáutica)
A Rede de Meteorologia
do Comando da Aeronáutica tem como objetivo integrar os produtos meteorológicos
voltados à aviação civil e militar. Pelo tanto tem informação atualizada
principalmente para os aeroportos. É justamente o nevoeiro que afeto o
aeroporto do Guarulhos no dia 05/06/2015 ficando fechado por um período de dois
horas. Os dados justamente mostram presença de nevoeiro para o período 0900Z
até 1300Z.
Para uma melhor interpretação a
REDEMET, fornece uma interpretação de código METAR, o qual foi resumido na
seguinte figura:
Fig. 7. Interpretação do código METAR. Fonte: Elaboração própria tomando como
referência REDEMET.
Com a codificação da figura anterior se
pode dizer que as condições registradas são:
1. Data e hora de observação: 05/06/2015,
hora 0900Z-1300Z.
2. Direção e velocidade do vento (nós):
Velocidade
oscila entre 0-7 nós (ventos fracos).
3. Visibilidade predominante (m): as
velocidades ao início do fenômeno de nevoeiro têm 700 m., logo têm uma queda até
100 m. e ao final do evento é de 900 m.
4. Fenômeno do tempo identificado e
intensidade: nesse período foi identificado a
presença de nevoeiro de intensidade moderada a forte.
5. Razão entre a temperatura de ar e
temperatura ao ponto de orvalho. Em todas os reportes
indicam temperatura de ar igual a temperatura ponto de orvalho,
consequentemente umidade relativa perto a 100%.
Fig. 8. Condições meteorológicas fornecidas pelo
REDEMET. Fonte: REDEMET
INTERPRETAÇÃO DE
IMAGENS DE SATÉLITE
As
características para interpretação de imagens foram tomadas das aulas
Interpretação de imagens. ACA0413 - Meteorologia por Satélite e tem as
seguintes características:
Canais do visível (VIS)
•
Em geral, é a imagem com maior resolução
espacial
•
Representa a radiação solar refletida
pela superfície e atmosfera (só durante o dia)
•
Áreas com tons mais claros indicam
superfícies com alta refletância
•
As nuvens baixas são menos brilhantes,
uma vez que elas não têm grande quantidade de gelo. Suas gotículas absorvem
mais no VIS do que refletem.
Canais do infravermelho (IR)
•
Representa a radiação emitida pela
superfície e atmosfera.
•
Proporcional à temperatura (lei de
Planck / Tb).
•
Nos dá a temperatura de superfícies e
topos de nuvem.
•
Regiões com temperaturas menores
aparecem mais brancas.
•
Superfícies mais quentes aparecem com
tonalidades mais escuras.
•
Medições também à noite: cobertura contínua da evolução das nuvens num
período de 24 horas.
As
imagens do canal infravermelho do satélite meteorológico GOES (canal 4) e
(canal 2) tem as seguintes características:
Canal
|
Comprimento
de onda nominal central (µm)
|
2
|
3,9
|
4
|
11,3
|
Em
geral, a informação não é redundante, mas complementar e ajuda a remover
incertezas ou ambiguidades na interpretação dos processos e a distinguir
características de nuvens, fumaça, e da superfície mais facilmente.
Como
resultado tem-se valores positivos ou negativos, que são normalizados e
escalados para fins de visualização em forma de imagens. Áreas com nevoeiros ou
status apresentam valores positivos, os quais foram associados a cor azul. Esta
metodologia é usada pelo CPTEC para elaborar seu produto de nevoeiro (Figura 11).
Nevoeiros apresentam diferenças de temperaturas positivas porque a emissividade
das gotículas de água em 3,9 micra é menor do que em 11,3 micra.
Abaixo,
está uma serie de imagens (figura 9) acompanhando a ocorrência de nevoeiro o dia
05 de junho de 2015.
Figura 9– Sequência de imagens de
satélite em canais do infravermelho durante
o dia 5 de junho de 2015, mostrando nevoeiro se formando na costa de São Paulo
e região metropolitana e posterior dissipação. Fonte: INPE/CPTEC.
Figura 10– Sequência de imagens de
satélite em canais do visível durante
o dia 5 de junho de 2015, mostrando nevoeiro se formando na costa de São Paulo
e região metropolitana e posterior dissipação. Fonte: INPE/CPTEC.
Figura 11– Imagem do satélite
fornecido pelo CPTEC, mostrando nevoeiro se formando na costa de São Paulo e
região metropolitana e posterior dissipação. Fonte: INPE/CPTEC.
Seguindo
a metodologia proposto anteriormente se pode identificar a presença de
nevoeiro. Inicialmente se uso as imagens dos canais infravermelho. As Nuvens
mais baixas são mais quentes e aparecem mais escuras nas imagens do
infravermelho, pelo qual temos dificuldades de identificar com certeza. Lembrar
que é nevoeiro não são observados durante a noite pois tem temperaturas
similares às da superfície (refletem quasi igual) (Figura 9).
Segundo
se pode usar as imagens dos canais visível em a qual as áreas com nuvens rasas
são menos brilhantes (cor cinza), estão associadas com presença de nevoeiros
(Figura 10).
Finalmente
como temos uma sequência de imagens a área identificada não se desloca desde
0900Z até 1200Z, também se mostra que sua dispersão sempre se dá das bordas
para dentro até desaparecer completamente perto das 1300Z (Figuras 9 e 10).
A
identificação de nevoeiro usando os canais visível fig. 9 e infravermelho fig.
10 mostram similitudes com a imagem fornecida pelo CPTEC fig. 11, para uma
mesma hora (0900Z).
V.-
REFERÊNCIAS
BIBLIOGRAFIA
· MARCELO DE PAULA CORRÊA. Nuvens,
nevoeiros e neblina: condensação e precipitação. Fundamentos de Meteorologia,
IRN/UNIFEI. 2006.
· NELSON J. FERREIRA; ANA M. B. NUNES;
NIVALDO S. FERREIRA; EDUARDO DE BRITO BASTOS. Determinação de nevoeiros sobre
as regiões sul e sudeste do brasil utilizando-se imagens multiespectrais do
satélite goes-8. INPE, 1999.
· NELSON J. FERREIRA. Utilização de imagens
transmitidas por satélites meteorológicos. São José dos Campos, INPE, 2000, 30
p.
· RACHEL IFANGER ALBRECHT. Interpretação
de imagens. ACA0413 - Meteorologia por Satélite, IAG/USP.
· SOUZA, MARCOS PAULO. Previsão de duração
de nevoeiro no aeroporto internacional de são Paulo utilizando analise de
sobrevivência. Dissertação de mestrado em Meteorologia. São José dos Campos, INPE,
2008, 109 p.
· WALLACE, J. M.; HOBBS, P. V. Atmospheric
Science – An introductory Survey. 2.. ed. Amsterdam: Elsevier, 2006. 483 p.
· WILLET, H. C. Fog and haze, their
causes, distribution, and forecasting. Monthly Weather Review, v. 56, n0 11, nov.
1928.
· WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATIONS (WMO)
International meteorological vocabulary. World Meteorological Organization,
Geneva, 1966. 275 p.
PAGINAS
WEB CONSULTADAS
Avaliação
Por Alexandre Manenti
Por Alexandre Manenti
Visão Geral:
O trabalho descreve e exemplifica de maneira adequada o Sistema proposto. Existem alguns erros estruturais no texto, provavelmente devido ao fato dele ter sido escrito por um estrangeiro, o que não prejudica de maneira crucial o entendimento do mesmo. A Subseção “Interpretação de Imagens de Satélite” deveria ser colocada antes da explicação sobre a Fig.3, para que o restante do trabalho fique mais claro.
O trabalho descreve e exemplifica de maneira adequada o Sistema proposto. Existem alguns erros estruturais no texto, provavelmente devido ao fato dele ter sido escrito por um estrangeiro, o que não prejudica de maneira crucial o entendimento do mesmo. A Subseção “Interpretação de Imagens de Satélite” deveria ser colocada antes da explicação sobre a Fig.3, para que o restante do trabalho fique mais claro.
Exemplo:
O nevoeiro que ocorreu dia 27/05/2015 no Rio de Janeiro foi analisado utilizando o método proposto pelo trabalho.
Na imagem de satélite no canal IR (Figura 12), podemos observar alguns pontos em tons de cinza mais claro, que se dissipam a partir das bordas conforme o tempo passa. Isso indica que o nevoeiro estava presente nesses pontos e se dissipa com o passar do tempo.
Figura 12: Imagem de satélite no canal IR mostrando a evolução do nevoeiro.
Na imagem de satélite no canal visível (Figura 13) a identificação dos pontos do nevoeiro são feitas mais facilmente. Novamente o nevoeiro e identificado pelos pontos em cinza claro na imagem, que se dissipam conforme o tempo passa.
Figura 13: Imagem de satélite no canal VIS mostrando a evolução do nevoeiro.
A Figura 14 mostra a imagem de satélite do CEPTEC que identifica o nevoeiro automaticamente. Podemos notar que a posição do nevoeiro nesta imagem é coerente com a posição observada nas imagens das Figuras 12 e 13.
Figura 14: Imagem do satélite fornecido pelo CPTEC, mostrando o nevoeiro se formando no Rio de Janeiro.
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