ZCAS

 Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS)

Organizado por: Dante Campagnoli Napolitano

Avaliado por: Vannia Jaqueline Aliaga Nestares (18/06/2015)

Definição:

• "Máximo local em nebulosidade, precipitação e convergência de baixos níveis que ocorre numa faixa de orientação NW-SE que se estende pelo sudeste do Brasil ao Atlântico Sudoeste " - American Meteorological Society

• Nota: diversos autores consideram a ZCAS estendendo-se desde a região amazônica, e não apenas "across southeastern Brazil", como na definição da AMS. (Ferreira et. al. 2004, Pesquero et. al. 2010).

Características e Identificação:

Características propícias para a formação da ZCAS, segundo Kodama, (1992):

• Vento quente e úmido da região amazônica em direção às altas latitudes.

• À leste de cavados semi-estacionários.

• Presença do Jato Subtropical em altas latitudes, que penetra nos subtrópicos em ~25°S.

Características:

• Ao contrário da Zona de Convergência do Pacífico Sul (ZCPS), a ZCAS é mais intensa no verão (AMS, 2015).

• Intensidade, forma e persistência podem variar durante o verão  (Carvalho et al, 2002).

• Ventos gerados entram na porção sudoeste da Alta do Atlântico Sul em baixos níveis (Kodama, 1992).

Interações:

• A ZCAS pode ser influenciada pela confluência entre os ventos de NE do Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul (ASAS), que transportam calor e umidade do oceano Atlântico para o interior do Brasil, e o Jato de Baixos Níveis (JBN) a leste dos Andes que transporta calor e umidade da região amazônica para o sudeste da América do Sul (Reboita et. al., 2010, Fig. 1).

Figura 1. Representação esquemática dos sistemas atmosféricos na baixa troposfera. Foco atual: ZCAS, ASAS, JBN e Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM) (Fonte: Reboita et. al., 2010).

• Eventos El Niño tendem a mover a ZCAS para o oceano, diminuindo a precipitação sobre o continente, enquanto eventos "La Niña" favorecem a ZCAS sobre o continente (Carvalho et al., 2004).

• Chaves & Nobre (2004, Fig. 2) afirmam existir uma relação entre situações anômalas (quentes) de temperatura de superfície do mar (TSM) e a intensificação da ZCAS.

Figura 2. Comportamento da ZCAS em (a) Situação normal; (b) Anomalia negativa de TSM; (c) Anomalia positiva de TSM (Fonte: Chaves & Rodrigues, 2004).

• Possivelmente intensificada pelo transporte de energia por ondas longas da ZCPS (Casarin & Kousky, 1986).
• Influenciada pela presença de um vórtice ciclônico (intensificação) ou anticiclônico (enfraquecimento) sobre o continente (Mechoso et al., 2005, Fig. 3). 

Figura 3. Intensificação da ZCAS na presença de ciclone (Fonte: Mechoso el. al., 2005). 

Importância:

• Importante papel na quantidade anual de precipitação do Sudeste do Brasil (Carvalho et al, 2002), como mostra a figura 4.

Figura 4. Precipitação média anual 1979-1995 (fonte: Reboita et. al., 2010).

• Períodos de aumento de atividade na ZCAS são associados com precipitação em excesso no sudeste/ costa sul do Brasil e condições de seca mais ao sul (Norte da Argentina, Paraguai e Uruguai). Condições simétricas (porém opostas) prevalecem em períodos de baixa atividade da ZCAS (Garreaud et. al., 2009).

• Relacionada ao Sistema de Monções da América do Sul (Jones & Carvalho, 2002; Zhou & Lau, 1998; Mechoso et al., 2005).

• Anomalias negativas de TSM podem representam uma resposta oceânica à uma intensa ZCAS (Chaves & Nobre, 2004).

Identificação:

• (1) Composição de imagens de satélite de vapor d'água, pela banda de nebulosidade NW-SE.

• (2) Presença da Alta da Bolívia (AB) e do Vórtice Ciclônico de Altos Níveis (VCAN) (Seabra et al. 2006).

• (3) Análise de Ômega níveis médios. (Seabra et al. 2006).

• (4) Convergência na baixa e média troposfera; Divergência na alta troposfera (Kodama, 1992).

• (5) Padrões de distribuição de radiação de onda longa emergente, onde baixos níveis de radiação seriam um indicativo da presença da ZCAS  (Kousky, 1988) 

Exemplos:

1. ZCAS identificada pela banda de nebulosidade NW-SE (Fig. 5).

Figura 5. Exemplo de ZCAS em imagem de satélite (Fonte: http://zeweather.blogspot.com.br/2013/01/frente-fria-vs-zcas.html).

2. ZCAS identificada pela divergência em altos níveis e a presença da AB e do VCAN (Fig. 6).

Figura 6. Exemplo de ZCAS entre um VCAN e uma AB no mapa de divergência de alto nível.  (Seabra et al., 2006).

3. ZCAS identificada pelos valores negativos de ômega (movimento ascendente) na direção NW-SE (Fig. 7).

Figura 7. Exemplo de ZCAS em um mapa da Equação Ômega (em qual nível?) (Seabra et al., 2006).

4. ZCAS identificada pelos valores negativos de divergência (convergência) em baixos níveis e divergência em altos níveis (Fig. 8).

Figura 8. Exemplo de ZCAS em uma seção vertical de divergência (Kodama,1992). 

5. ZCAS identificada pelos padrão de distribuição de radiação de onda longa emergente (OLR, Fig. 9).

Figura 9. Exemplo de ZCAS em um mapa climatológico de emissão de radiação de ondas longas (fonte: Kousky, 2013. Seasonal Cycle, Monsoons and Tropical Convergence Zones.)

Exemplo 2 (Sugestão Vania):

Este é um exemplo da ZCAS ocorrida entre o 25 e 29 de março de 2013, segundo notícia do CPTEC. 

1. ZCAS identificada pela banda de nebulosidade NW-SE no canal infravermelho de imagem de satélite (fig. 10).

Figura 10: Animação cada 12 horas de imagens de satélite no canal infravermelho de GOES-13 (desde 12Z do  dia 25 até 12Z de 29 de março de 2013). As setas vermelhas indicam a localização da ZCAS.
Fonte: CPTEC web:http://satelite.cptec.inpe.br/acervo/goes.formulario.logic

Observa-se uma ZCAS com duração de 5 dias e com uma banda de nebulosidade estendendo-se desde AM até o Atlântico próximo à costa de SP (no ínicio) e de RJ e ES (nos últimos dias).

2. ZCAS identificada pela divergência em altos níveis e a presença da AB e do VCAN (Fig. 11)

Figura 11: Divergência e vento em 200 hPa. A divergência (tons de vermelho) e a convergência (tons de azul), além de identificação de AB e VCAN.  (Fonte: Análise do modelo GFS)

Nota-se a coexistência da AB e VCAN desde o segundo até o quarto dia da ZCAS, mas a região de divergência com orientação NW-SE manifesta-se todos os dias.

3. ZCAS identificada pelas anomalias negativas de ômega em 500 hPa (movimento ascendente) na direção NW-SE (Fig. 12).

Figura 12: Anomalias médias de omega em nível médio da troposfera para os dias entre 25 e 29 de março de 2013 (Fonte: Reanalises da NOAA http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/composites/day/).

A anomalia média de omega com valor negativo orientada com sentido NW-SE permite identificar a ocorrência da ZCAS pelo movimento vertical ascendente, o qual caracteriza a região de convecção a ela associada.

Na figura 13 observa-se o padrão divergente nos níveis altos e convergente nos níveis baixos na maioria dos períodos da animação.

4. ZCAS identificada pelos valores negativos de divergência (convergência) em baixos níveis e divergência em altos níveis.

Figura 13: Animação do perfil vertical de divergência na coluna atmosfêrica da ZCAS. Vermelho (divergência), azul (convergência) (Fonte: Análise do modelo GFS).

5. ZCAS identificada pelos padrão de distribuição de radiação de onda longa emergente (OLR). O padrão de OLR com valores baixos também tem a orientação NW-SE típico da ZCAS, o que permite verificar a existência desta nesta região (Fig. 14). 

Figura 14: OLR médio desde o 25 até 29 de março de 2013. Valores mais baixos representam regiões com nebulosidade (Fonte: Reanalises da NOAA http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/composites/day/).

Referências:

American Meteorological Society, cited 2015: South Atlantic Convergence Zone. Glossary of Meteorology. [Available online at http://glossary.ametsoc.org/wiki/south_atlantic_convergence_zone]

Carvalho, L. M. V.; C. Jones; & B. Liebmann. 2002. Extreme Precipitation Events in Southeastern South America and Large-Scale Convective Patterns in the South Atlantic Convergence Zone. J. Climate, 15:2377-2394

Carvalho, L. M. V.; C. Jones; & B. Liebmann. 2004. The South Atlantic Convergence Zone: Intensity, Form, Persistence, and Relationships with Intraseasonal to Interannual Activity and Extreme Rainfall. J. Climate, 17:88-108.

Casarin,D.P. & V. E. Kousky. 1986. Anomalias de Precipitação no Sul do Brasil e Variações na Circulação Atmosférica. Rev. Bras. Meteo. 1:83-90.

CPTEC. web: http://www.cptec.inpe.br/noticias/noticia/23474

Chaves, R.R.; P. Nobre. 2004. Interactions between sea surface temperature over the South Atlantic Ocean and the South Atlantic Convergence Zone. Geophysical Research Letters, 31(L3204):1-4.

Ferreira, N. J.; M. Sanches; M. A. F. S. Dias. 2004. Composição da zona de convergência do atlântico sul em períodos de el niño e la niña. Rev. Bras. Meteo., 19(1):89–98.

Garreaud, R.D.; M. Vuille; R. Compagnucci; J. Marengo. 2009. Present-day South American climate. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 281:180-195. 

Jones, C. & M. V. Carvalho. 2002. Active and break phases in the South America monsoon system. J. Climate. 15:905-914

Kodama, Y. 1992. Large-scale commom features of subtropical convergence zones: the Baiu Frontal Zone, the SPCZ, and the SACZ. Part I: Characteristics of Subtropical Frontal Zones

Kousky, V. E. 1988. Pentad outgoing longwave radiation climatology for the South American sector. Rev. Bras. Meteo. 3:217-231.

Mechoso, C. R., A. W. Robertson, C. F. Ropelewski, and A. M. Grimm, 2005: Part B: Regional monsoon topics. The American monsoon systems: An introduction. WMO Tech. Doc. 1266 (TMRP Rep. 70), World Meteorological Organization, 197–206.

Pesquero, J. F.; C. A. Nobre; J. Marengo. 2010. Um sistema simples de identificação da zona de convergência do atlântico sul em rodadas longas de mudanças climáticas. Apresentado no XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia, Belém, PA.

Reboita, M. S.; M. A. Gan; R. P. Rocha e T. Ambrizzi. 2010. Regimes de precipitação na América do Sul: Uma Revisão Bibliográfica. Rev. Bras. Meteo., 25(2):185-204.

Seabra, M. S.; C. H. E. D’ Almeida Rocha; W. F, Menezes. Comparação dos efeitos dos eventos ZCAS de janeiro de 2006 nas cidades do Rio de Janeiro e Brasília In: XIV Congresso Brasileiro de Meteorologia, Florianópolis – SC. Anais do XIV Congresso Brasileiro de Meteorologia. SBMET, 2006.

Zhou, J. & K. Lau. 1998. Does a Monsoon Climate Exist over South America?. J. Climate, 11:1020-1040.