ZCIT

Organizado por: Alberto José Bié
Avaliado por: Vítor Silva Lopes

Zona de Convergência Intertropical (ZCIT)

A Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) é um dos mais importantes sistemas meteorológicos atuando nos trópicos, ela é parte integrante da circulação geral da atmosfera.

Definição: 

Segundo a American Meteorological Society, a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) é o eixo delimitado pela região que separa os ventos alísios de sudeste (oriundos do Hemisfério Sul) e de nordeste (oriundos do Hemisfério Norte), isto é, é a região de convergência, em baixos níveis, dos ventos alísios provenientes dos dois hemisférios.

A ZCIT é uma região de calmaria dos ventos e localiza-se, à escala global, no ramo ascendente da célula de Hadley (American Meteorological Society; Waliser & Gautier, 1993). É caraterizada por uma acentuada instabilidade atmosférica que favorece o desenvolvimento de intensas correntes ascendentes, com formação de nuvens convectivas de grande desenvolvimento vertical (Varejão-Silva, 2006).

Figura 1: Esquema de circulação da célula de Hadley, segundo Nieuwolt (1977) (Fonte: Varejão-Silva, 2006).

Características:

A ZCIT está inserida numa região onde ocorre a interação de características marcantes atmosféricas e oceânicas, tais como (Ferreira, 1996; Tyson & Preston-Whyte, 2000; Coelho et al., 2004; Nicholson, 2009):

• Zona de Confluência dos Alísios (ZCA);
• Zona do Cavado Equatorial;
• Zona de Máxima Temperatura da Superfície do Mar (TSM);
• Zona de Máxima Convergência de Massa;
• Zona da banda de Máxima Cobertura de Nuvens Convectivas.

Apesar dessa interação, as características não se apresentam, necessariamente, ao mesmo tempo, sobre a mesma latitude (Ferreira, 1996). Hastenrath e Lamb (1977), Hastenrath e Heller (1977) e Estoque e Douglas (1978) citados por Coelho et al. (2004), mostraram que essas zonas não se apresentam sobre a mesma faixa de latitude e sim próximas umas das outras interagindo entre si. 


Identificação e Exemplos:

Afim de se fazer uma série de estudos referentes a localização da ZCIT, diversos pesquisadores e autores usam diferentes variáveis físicas de modo a obter resultados satisfatórios. Entre essa variáveis pode-se citar:

• Cobertura de nuvens: o sistema nebuloso associado à ZCIT a torna facilmente identificável, sobre áreas oceânicas, em imagens de satélites. Sobre os continentes, porém, dada a intensa atividade convectiva (que se desenvolve devido ao aquecimento diferencial do solo em relação ao oceano), a presença da ZCIT é normalmente difícil de detetar (Tyson & Preston-Whyte, 2000; Varejão-Silva, 2006). Na figura abaixo, pode ser vista a banda de nebulosidade associada a ZCIT, com orientação sudoeste – nordeste, que se estende sobre o oceano Atlântico equatorial desde costa Africana até a região norte da costa do Brasil.

Figura 2: Imagem de satelite no canal de vapor de agua, correspondente ao dia 10/06/2015 as 8h45 UTC (Fonte: CPTEC)

• Componente meridional do vento: na ZCIT a componente meridional do vento é nula, portanto, o vento possui apenas a componente zonal (de leste). Na carta sinótica abaixo, a ZCIT pode ser identificada sobre o Atlântico entre as latitudes 0 e 5°N. Sobre o Pacífico, embora a componente zonal do vento não esteja proeminente, a ZCIT localiza-se entre 5°N e 10°N.

Figura 3: Carta Sinótica a Superfície do dia 15/06/15 as 12h UTC (Fonte: Lab. MASTER)

• Pressão ao nível médio do mar: o aquecimento devido a radiação solar é bastante uniforme e intenso o que provoca baixas pressões à superfície, portanto os ventos alísios de sudeste vindos do Hemisfério Sul (HS) e os ventos alísios de nordeste vindos do Hemisfério Norte (HN) convergem em baixos níveis;
• Radiação de Onda Longa: devido a intensa convecção e consequente formação de nuvens, a radiação de onda longa apresenta valores mínimos locais sobre as regiões oceânicas, associados a ZCIT, nas proximidades do equador (Wallace & Hobbs, 2006);

Figura 4: Campo de ROL juntamente com o campo de pressão, calculados a partir de dados climatológicos do NCEP de 1979 a 1988 (Fonte: Ferreira, 1996).

• Temperatura de Brilho: as nuvens associadas a ZCIT, geralmente, apresentam grande desenvolvimento vertical e podem ser identificadas como nuvens de topos frios sobre regiões oceânicas equatoriais. Na figura abaixo, pode ser vista a banda de nuvens com topo frio (azul)  associada a ZCIT, com orientação sudoeste – nordeste, que se estende sobre o oceano Atlântico equatorial desde costa Africana até a região norte da costa do Brasil, e sobre o Pacífico equatorial, numa posição um pouco mais ao norte em relação ao Atlântico

Figura 5: Imagem de satelite. Temperatura de Brilho Realçada, correspondente ao dia 10/06/2015 as 8h45 UTC (modificada de: CPTEC)

• Temperatura da Superfície do Mar (TSM): a TSM é um dos fatores determinantes na posição e intensidade da ZCIT, ela, geralmente, está situada sobre ou próximo às altas TSMs.

Posicionamento Médio:

A ZCIT possui um deslocamento num período aproximado de um ano, alcançando sua posição mais ao norte durante o verão e sua posição mais ao sul durante o mês de abril, no Hemisfério Norte.

Em termos médios, a ZCIT posiciona-se, durante todo o ano, a norte do equador sobre o oceano Atlântico e sobre a região leste do oceano Pacífico, enquanto sobre oeste do oceano Pacífico e o Oceano Índico e o sul da Ásia a ZCIT apresenta uma marcha bastante marcante ao longo do ano, se posicionando sobre o Hemisfério de verão (Waliser & Gautier, 1993; Philander et al. 1996; Tyson & Preston-Whyte, 2000; Wallace & Hobbs, 2006). 

Figura 6: Posicionamento médio da ZCIT para os meses de Janeiro (cima) e Julho (baixo), incluindo esquema das linhas de corrente próximo a superfície. “A” e “C” denotam centros de circulação anticiclónica e ciclónica, respectivamente (fonte: Tyson & Preston-Whyte, 2000, modificado de Hastenrath, 1985).

De acordo com Philander et al. (1996), esta assimetria na distribuição da ZCIT deve-se a dois conjuntos de fatores: interações entre a atmosfera e o oceano e a geometria dos continentes. As interações atmosfera-oceano são mais efetivas em regiões onde a termoclina é pouco profunda e o vento afeta rapidamente a TSM nessas regiões. A termoclina é pouco profunda sobre o oceano Atlântico e Pacífico tropicais, pois nestas regiões dominam os ventos alísios de sudeste, enquanto sobre o oceano Índico tropical dominam os ventos de monção, com uma componente meridional bem proeminente em relação aos ventos alísios (Philander et al., 1996).

Os ventos alísios de sudeste soprando ao sul do equador muito mais intensos do que os ventos alísios de nordeste. Quando esses ventos de sudeste cruzam o equador sofrem um desvio para a direita devido a força de Coriolis e passam a soprar de sudoeste, o que reduz a intensidade dos alísios de nordeste. Dessa maneira com os ventos de nordeste mais fracos a evaporação também fica reduzida, e isso resulta que a maior parte da radiação que atinge a superfície do mar será utilizada para elevar a sua temperatura e a do ar ou seja, teremos menor resfriamento evaporativo. Contudo, verificam-se temperaturas da superfície do mar (TSMs) mais elevadas. Esse mecanismo de retroalimentação vento – evaporação – TSM é muito efetivo em ajustar a TSM. Finalmente sobre regiões com maiores valores de TSM a camada atmosférica é mais instável e a ZCIT se estabelece nesta região, tal como ilustra a figura 6.

Figura 7: Mecanismo de Retroalimentação vento – evaporação – TSM (Fonte: Lab. MASTER). 

Influência da ZCIT sobre Nordeste Brasileiro

O posicionamento da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) é de extrema importância na definição da qualidade da quadra chuvosa sobre o setor norte do Nordeste do Brasil (Melo et al., 2002).

A principal característica deste sistema é se posicionar sobre as áreas oceânicas com anomalias de Temperatura da Superfície do Mar (TSM) positivas e anomalias de Pressão ao Nível do Mar (PNM) negativas (Hastenrath, 1991 citado por Melo et al., 2002).

De maneira geral, em anos secos no norte do Nordeste do Brasil, as águas estão mais aquecidas e a alta subtropical menos intensa no Atlântico Subtropical Norte, simultaneamente com águas mais frias e alta subtropical mais intensa no Atlântico Subtropical Sul, nesta situação a ZCIT localiza-se mais ao norte. Situação inversa pode ser observada em anos chuvosos, a ZCIT localiza-se mais ao sul (Melo et al., 2002).

Exemplo do avaliador (Vítor):

Para a identificação da ZCIT do dia 18/06/2015 às 00Z foram escolhidos os critérios 1 (Cobertura de Nuvens) e 2 (Componente Meridional do Vento).

Figura 8: Imagem de Satélite no canal do Infravermelho 4 correspondente ao dia 18/06/2015 às 00Z (modificada de: DSA/INPE).

A Figura 8 apresenta a imagem do satélite GOES 13 no canal do infravermelho com a ZCIT destacada em verde. Sobre o Atlântico, nota-se claramente uma linha bem definida de cobertura de nuvens, já sobre o Pacífico, a extensão norte-sul das nuvens dificultam a determinar a posição exata, desta forma, este ramo é identificado visualmente a partir de uma posição média.

Figura 9: Linhas de corrente em 1000hPa (Fonte: MASTER).

A Figura 9 apresenta as linhas de corrente em 1000hPa com a ZCIT destacada em verde. A ausência da componente meridional nas linhas de corrente é facilmente identificada tanto sobre o Atlântico como no Pacífico na região da ZCIT.

Referências:

Coelho, M. D. S., Gan, M. A., & Conforte, J. C. (2004). Estudo da variabilidade da posição e da nebulosidade associada a ZCIT do Atlântico, durante a estação chuvosa de 1998 e 1999 no Nordeste do Brasil. Revista Brasileira de Meteorologia, 19(1), 23–34.

Ferreira, N. S., 1996: Zona de Convergência Intertropical. Climanálise Especial. Edição   Comemorativa de 10 anos. FUNCEME. 136 – 139. disponível em: http://climanalise.cptec.inpe.br/~rclimanl/boletim/cliesp10a/zcit_1.html; acessado em 10/06/2015

Philander, S. G. H., Gu, D., Halpern, D., Lambert, G., Lau, N. C., Li, T., & Pacanowski, R. C. (1996). Why the ITCZ is mostly north of the equator. Journal of Climate. http://doi.org/10.1175/1520-0442(1996)009<2958:WTIIMN>2.0.CO;2

Tyson, P. D., & Preston-Whyte, R. A. (2000). The Weather and Climate of Southern Africa. 2^nd edition, Oxford University Press Southern Africa. Cape Town.

Varejão-Silva, M. A. (2006). Meteorologia e Climatologia. Versão Digital. Recife, Brasil.

Waliser, E. W., e C. Gautier, 1993: A Satellite-derived Climatology of the ITCZ. Journal of Climate, 6. 2162-2174.

Wallace, J. M., & Hobbs, P. V. (2006). Atmospheric Science: An Introductory Survey. Annals of surgery (Vol. 92). http://doi.org/10.1007/s007690000247

Xie, S.-P., & Philander, G. H. (1994). A Coupled ocean-atmosphere model of relevance to the ITCZ in the eastern Pacific. Tellus, 46A, 340 – 350.

Páginas Web:

Glossário de Meteorologia da American Meteorological Society, disponível em: http://glossary.ametsoc.org/wiki/Intertropical_convergence_zone; acessado em 10/06/2015

Apontamentos de Meteorologia Sinótica, disponível na página do Laboratório MASTER em: http://masterantiga.iag.usp.br/ind.php?inic=00&prod=ensino&pos=2; acessado em 08/06/2015

Laboratório MASTER (figura 3), disponivel em: 

http://masterantiga.iag.usp.br/ind.php?inic=00&prod=previsao_glob; acessado em 15/06/2015

CPTEC: Figuras 2 e 5 disponiveis em :http://satelite.cptec.inpe.br/home/novoSite/index.jsp;  acessado em 10/06/2015