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[03-04/09/2023] Chuva intensa no RS

Além do tempo severo generalizado, houve chuva intensa em partes do centro e norte do RS entre os dias 3 e 4/09. Algumas cidades registraram enchentes significativas, principalmente no centro do RS.

O intenso cavado em médios níveis que favoreceu a sequência de tempo severo e chuva intensa é impressionante pela localização em latitudes bastante baixas (vou utilizar 0600 UTC do dia 04 como exemplo.. Não é muito comum ver um cavado anômalo que se estende até o sul da Bolívia e se move para leste. Geralmente os cavados migratórios que se movem para leste ocorrem mais a sul. Além disso, o cavado tem um eixo bastante acentuado, ou seja, não é um cavado “suave”. Isso gera um jato bastante meridional (mais abaixo), favorecendo levantamento mais intenso na dianteira do cavado. As duas cristas anômalas corrente acima e corrente abaixo do cavado possivelmente tiveram um papel importante neste caso.

Com isso, houve escoamento muito intenso em baixos níveis na dianteira do cavado e amplo transporte de umidade em direção ao Sul do Brasil. O escoamento em 700 hPa, por exemplo, estava acima de 50 kt na madrugada do dia 04 (abaixo). Chama a atenção também a enorme área com vento > 50 kt. O jato de baixos níveis também era bastante profundo, o que causou eficiente transporte de umidade. Como exemplo, o transporte de vapor d’água integrado (abaixo) estava bastante intenso.

Como resultado desta situação “anomalamente dinâmica” e o amplo transporte de umidade, o ambiente onde ocorreu chuva intensa era caracterizado por anomalias de água precipitável perto de 3 desvios padrão.

O levantamento era bastante intenso na saída do jato de baixos níveis, conforme mostrado em contornos azuis no campo de vento em 700 hPa e água precipitável mais acima. Além disso, o levantamento também era favorecido pelo jato de altos níveis, cuja entrada equatorial, onde ocorrem circulações ageostróficas favoráveis a movimento ascendente, se posicionava sobre a região.

O ambiente bastante úmido, o levantamento intenso associado ao cavado + advecção quente na saída do jato de baixos níveis, e a presença de CAPE favorável a tempestades convectivas, causaram altas taxas de precipitação.

Um tópico interessante para pesquisa é a relação do formato do cavado em médios níveis com as condições de tempo corrente abaixo. Este caso é um tanto atípico, pois o cavado estava bastante a norte e era bem acentuado. Quão comum é este tipo de cavado? Esta configuração está sempre associada a maior potencial de eventos extremos (tempo severo e chuva intensa), ou este caso representou uma improvável combinação de fatores?

[22-23/07/2023] Tempo severo associado a intenso jato em altos níveis e ciclone

O jato de altos níveis está bastante intenso sobre a Bacia do Prata (abaixo) e tem causado vento Zonda a sotavento dos Andes.

O jato está associado a um cavado com inclinação positiva que se estende do Chile até o Pacífico subtropical em 500 hPa.

O jato favorece baixa pressão a leste dos Andes e intenso escoamento de noroeste em baixos níveis associado a advecção quente. A advecção quente (abaixo) e o movimento ascendente na saída polar do jato em altos níveis favorecem um intenso (<996 hPa) ciclone sobre o Uruguai e RS hoje. O jato de altos níveis também apresenta difluência nesta região. A advecção quente é bastante intensa e generalizada no setor quente e favoreceu a formação de algumas tempestades no RS na madrugada.

O ciclone tem anomalias padronizadas de PNMM abaixo de -4 desvios padrão.

Tempo severo é possível hoje no RS. O intenso escoamento de noroeste em baixos níveis promove transporte de umidade para a região. O GFS indica CAPE > 3000 J/kg na tarde de hoje. Essa instabilidade e o escoamento de 40-50 kt em 850 hPa favorecerão tempestades severas no RS. A maior incerteza está na ocorrência de convecção, dado que há considerável inibição à convecção apesar do levantamento intenso.

O potencial de tempo severo continua amanhã. O jato em altos níveis se torna ainda mais intenso conforme se move para leste sobre o Sul do Brasil. A frente fria avança até o centro do RS enquanto que ar quente e úmido segue presente no norte do Estado. Dessa maneira, tempestades podem se formar ao longo da frente no centro e norte do RS.

O fim de agosto já tem apresentado algumas situações comuns na primavera (Set-Out). Talvez o intenso El Niño esperado para os próximos meses favoreça uma primavera bastante ativa em termos de tempo severo.

[11-13/07/2023] Tempo severo e intenso ciclone no Sul do Brasil

Um intenso cavado com inclinação negativa evidente no campo de vorticidade potencial na alta troposfera (abaixo) está causando uma intensa ciclogênese sobre o RS. O acoplamento dos jatos também favorecerá a intensificação do ciclone, que estará localizado na saída polar do jato que se estende do Pacifico até o PR/SC, circulando o cavado, e a entrada equatorial do outro jato mais a sul sobre o Atlântico. O jato sobre o Atlântico se intensifica conforme a liberação de calor latente em médios e altos níveis devido a convecção e precipitação ao longo da frente quente causa divergência em altos níveis (setas pretas). O vento divergente causa um aumento do gradiente de vorticidade potencial, que acelera o jato.

Outro fator que favorece este intenso ciclone é a presença de umidade. Nos últimos 3 dias houve escoamento de norte/noroeste em baixos níveis sobre o Paraguai, Bolívia, MS e MT, o que transportou ar quente e úmido para o RS. Por exemplo, a água precipitável hoje 12Z sobre o centro do RS era 2-3 desvios padrão acima da média, excedendo 40 mm em alguns pontos. O intenso escoamento de noroeste transportando ar quente e úmido para o RS é reforçada conforme o ciclone se intensifica e acelera os ventos em baixos níveis.

A alta umidade também tem favorecido chuva intensa e tempestades severas no norte do RS, SC e sul do PR. Na última madrugada, por exemplo, houve granizo grande (6-10 cm) em áreas do centro-norte do RS. https://twitter.com/krisna_puntel/status/1679036082090909697

A ocorrência de granizo foi devido a frente quente que avança para sul na saída do jato de baixos níveis, precedendo a ciclogênese. Advecção quente ocorria ao longo e a norte da frente quente que estava no centro do RS. Com isso, tempestades elevadas capazes de causar granizo grande se formaram na região. Essa situação de granizo grande associado a tempestades elevadas perto de uma frente quente é relativamente comum no Sul do Brasil durante o inverno.

Hoje, há potencial de tempo severo principalmente no norte do RS (https://twitter.com/prevots_svr/status/1679119592977833985). Um ciclone intenso como esse remete ao evento de tempo severo de 30 de junho de 2020, que precedeu a ciclogênese explosiva no dia seguinte na costa do RS e SC. O CAPE naquela ocasião era bastante baixo, assim como hoje. Além disso, há indícios de que uma linha de instabilidade se organiza no oeste do RS neste momento. Portanto, apesar de um pouco menos de instabilidade no ambiente hoje, há potencial de rajadas de vento severas associadas a esta linha. Além disso, outras tempestades podem se formar no norte do RS e SC à tarde.

A pressão na superfície no centro do ciclone vai cair rapidamente a partir da madrugada de amanhã (13) conforme o ciclone se move para leste. O ciclone estará com pressão abaixo de 1000 hPa sobre o RS durante o dia de hoje, o que já é bastante baixa (< 3 desvios padrão abaixo da média; abaixo).

Depois, a pressão cai para 990-994 hPa conforme o ciclone se intensifica sobre o Atlântico (abaixo), chegando a 4 desvios padrão abaixo do normal. Interessante notar que o ciclone tem vários núcleos pequenos com mínimos de pressão que provavelmente se formam devido a convecção/precipitação intensa e localizada e liberação de calor latente associada.

Estes mínimos de pressão favorecerão vento intenso em algumas áreas. O GFS, por exemplo, indica ventos em 850 hPa 5-6 desvios padrão acima do normal, com magnitude de 100-120 km/h. Esse intenso escoamento em baixos níveis deve favorecer rajadas de mais de 100 km/h no litoral do RS. Ao longo da costa do Sul e Sudeste, o avanço da frente fria no dia 13 deve ser responsável por rajadas de vento intensas.

[07-08/07/2023] Chuva intensa no RS

Um evento de precipitação intensa é esperado no centro do RS a partir de amanhã (07/07). O evento ocorrerá algumas semanas após a catastrófica chuva no leste e nordeste do Estado que deixou 16 mortos. Por isso, há bastante repercussão na mídia sobre os potenciais danos, apesar de que o evento de amanhã será menos expressivo.

A chuva intensa ocorrerá associada a uma frente estacionária, com um intenso jato de baixos níveis no setor quente e intensa convergência ao longo da frente. Este padrão é bastante clássico em eventos de chuva intensa no RS no inverno. A previsão do GFS de vento em 250 hPa, espessura 1000-500 hPa e pressão ao nível médio do mar (PNMM) para 06Z do dia 07 (abaixo) indica acentuado gradiente de espessura no centro da Argentina associado a um intenso (>80 m/s) jato em 250 hPa. Este gradiente está associado a uma frente estacionária em torno de 33S, entre o anticiclone frio no centro-sul da Argentina e a massa de ar quente no norte da Argentina e Paraguai. O centro de baixa pressão no noroeste da Argentina e Paraguai causa escoamento de noroeste sobre a região e transporte de ar quente e úmido em direção à frente, enquanto que o movimento do anticiclone para norte favorece a advecção fria em baixos níveis a sul da frente.

Às 18Z do dia 07, o anticiclone avança para nordeste e o centro de baixa pressão no norte da Argentina e Paraguai se intensifica. O jato em altos níveis perde intensidade conforme a convecção (que já deve estar ocorrendo neste momento) redistribui momentum.

O levantamento associado à convecção e à ocorrência de chuva intensa pode ser parcialmente atribuído ao cavado em 500 hPa que atravessa os Andes a partir do início do dia 07 e estará corrente acima do RS às 18Z (abaixo). Este cavado se torna difuso após atravessar as montanhas e interagir com a convecção.

Em baixos níveis, haverá intensa convergência ao longo da frente, onde os ventos de leste associados ao anticiclone a sul da frente encontram ventos de noroeste devido ao centro de baixa pressão mais a norte. O jato de baixos níveis deve chegar a 30-40 kt durante a tarde e promover convergência e advecção quente no setor quente. A instabilidade será baixa para tempestades severas, mas convecção intensa pode ocorrer ao longo da frente e causar altas taxas de precipitação entre o dia 07 e a madrugada do dia 08.

A convecção ao longo da frente deve ser elevada, uma vez que haverá ar frio (e vento de leste) em superfície associado ao anticiclone mais a sul. Uma sondagem do GFS às 00Z do dia 08, próximo de quando a chuva deve ser mais intensa, indica um impressionante escoamento de noroeste em acima de 800 hPa sobre escoamento de leste dentro do ar levemente mais frio abaixo. O escoamento de noroeste é bastante profundo, com o vento noroeste se estendendo até ~3 km de altura.

O campo de vento e altura geopotencial em 700 hPa (abaixo) indica escoamento de 40-50 kt no setor quente e intensa convergência ao longo da frente. Além disso, haverá água precipitável > 40 mm (sombreado amarelo) e intenso levantamento (contornos azuis), uma condição bastante favorável para chuva intensa. O levantamento intenso ao longo da frente se deve principalmente à acentuada convergência em baixos níveis ao longo da frente.

O GFS indicava o máximo de precipitação no centro do RS, alinhado com a latitude 30S, nas rodadas dos dias 04 e 05, mas nas rodadas do dia 06 indica a maior precipitação um pouco mais a sul.

O acumulado de precipitação entre 12Z do dia 07 e 12Z do dia 08, conforme previsão das 12Z do GFS, indica > 100 mm em alguns pontos, sendo possível acumulados > 150 mm na região.

Já o ECMWF indica o máximo mais a norte, no centro do RS. Se a previsão do ECMWF se confirmar, será uma péssima situação para a região metropolitana de Porto Alegre, que recentemente foi atingida por outro evento de precipitação intensa. A diferença na localização da chuva mais intensa parece não ser devido ao posicionamento da frente, que parece similar entre os dois modelos.

Embora eventos de precipitação intensa ao longo de frentes estacionárias sejam comuns no sul do Brasil, este evento pode ser significativo dado o potencial de precipitação acima de 100 mm em 24 h em uma ampla área, causando alta vazão dos rios.

Atualização (12Z de 08/07/2023):

A precipitação mais intensa observada ocorreu bastante a norte do que os modelos globais indicavam, ficando inclusive a norte da região metropolitana de Porto Alegre. O máximo ocorreu no sudeste de SC 136 mm entre 12Z do dia 07 e 12Z do dia 08.

O Cosmo do INMET, na rodada de ontem (07) 00Z, indicava corretamente esse máximo mais a norte.

Os avisos emitidos pelo INMET e CEMADEN antes do evento foram muito abrangentes, compreendendo todo o centro e sul do RS. Além disso, não indicaram o máximo de precipitação no nordeste do RS e sudeste de SC. O INMET emitiu um outro aviso na tarde de ontem (07), quando o evento estava iniciando, para as áreas do nordeste do RS e sudeste de SC (https://twitter.com/inmet_/status/1677381314893467649). O aviso incluía a região metropolitana de Porto Alegre, que não teve acumulados expressivos, e não inclui áreas da Serra do RS que tiveram ~100 mm em 24h.

Escoamento amplificado sobre a América do Sul / intenso jato nos Andes / frio no Nordeste

O escoamento no entorno da América do Sul está bastante amplificado neste início de julho/2023. O mapa de anomalias padronizadas em 500 hPa (abaixo) mostra:

1) Um amplo vórtice associado a um cavado anômalo a oeste do Chile (< -2.5 sigma) no Pacifico Sudeste, associado a um intenso jato de altos níveis sobre os Andes;

2) Um anticiclone anômalo (>2 sigma) centrado na Bolívia associado a uma ampla crista que se estende até as ilhas Geórgia e Sandwich do Sul;

3) Um intenso cavado anômalo (< -4 sigma) sobre o Atlântico na costa do Sudeste/Nordeste.

O escoamento no Pacifico Sul estava bastante amplificado desde a última semana de junho. Uma incursão de ar quente e úmido (anomalia de água precipitável abaixo) sobre o mar de Ross, na Antártica (entre 160 e 140 W) amplificou a crista em 500 hPa (segunda figura abaixo) e favoreceu o movimento do cavado para norte no Pacifico Sudeste.

Com a intensificação do cavado em 500 hPa a oeste do Chile, o jato em altos níveis se tornou ainda mais intenso, atingindo mais de 100 m/s sobre os Andes. Isto ocorre porque tanto o cavado a sudoeste quanto a crista a nordeste do jato são bastante anômalos, favorecendo intenso gradiente de altura geopotencial (pressão) e intensos ventos. A temperatura em 500 hPa sobre o sul da Bolívia e norte da Argentina, no centro da crista, esteve acima de 0C na análise do GFS de 1200 UTC do dia 2. O gradiente de espessura 1000-500 hPa na costa do Chile também é bastante realçado conforme o cavado avança para nordeste, indicando intenso vento térmico. Conforme o cavado avança para leste associado a uma frente fria a leste dos Andes, tempestades intensas podem ocorrer na província de Buenos Aires nos dias 3 e 4.

Em termos de anomalias padronizadas, o cavado na costa do Sudeste é ainda mais intenso. A altura geopotencial em 500 hPa é > 4 desvios padrão acima da média. Além disso, os ventos meridionais em 250 hPa (figura abaixo) na retaguarda e na dianteira do cavado atingem anomalias de 5+ desvios padrão acima da média, o que é praticamente sem precedentes nas últimas décadas.

Uma intensa ciclogênese deve ocorrer no Atlântico no dia 3 devido à forçante para levantamento causada pelo cavado em 500 hPa. Com isso, ar frio será impulsionado para norte pela costa do ES e BA, afetando estados do Nordeste nos dias 4 e 5. As anomalias de temperatura em 850 hPa devem chegar a 2-3 desvios padrão abaixo da média, o que deve garantir temperaturas mínimas e máximas alguns graus abaixo da média em alguns pontos. Essas incursões de ar frio são relativamente incomuns no Nordeste, e geralmente requerem um escoamento bastante amplificado como neste caso.

A incursão de ar quente e úmido sobre o Mar de Ross nos últimos dias de junho foi associada à intensificação do escoamento em médios níveis (que já estava amplificado antes). Isto provocou um avanço do cavado anômalo para nordeste sobre o Pacifico Sudeste, intensificação do gradiente de espessura 1000-500 hPa e do jato de altos níveis (> 100 m/s), e avanço de uma frente fria associada a potenciais tempestades severas na província de Buenos Aires. Além disso, o cavado na costa do Brasil se intensificou em resposta ao cavado no Pacifico Sudeste e a crista na Bolívia, favorecendo uma incursão de ar frio um pouco atípica no Nordeste.

[13/06/2023] Chuva intensa no litoral de SP

Chuva intensa ocorreu nas últimas horas nas praias do oeste de São Sebastião-SP. As estações do Cemaden indicam mais de 100 mm em algumas estações. A precipitação ocorreu a partir de 0900 UTC com taxa de precipitação de 20-30 mm/h em alguns momentos. No mapa também se nota como o evento foi bastante localizado, ocorrendo no setor leste da concavidade entre Bertioga e São Sebastião.

O Cemaden não indicava risco hidrológico na região.

O evento também foi muito mal previsto pelo GFS, que não indicava nada de precipitação na região. O ECMWF indicava pelo menos 30-40 mm.

A precipitação intensa parece ter ocorrido devido ao escoamento de sul canalizado pela Serra do Mar na costa do PR e SP (vento em 10 m abaixo). Conforme ar frio avança para norte pelo litoral, a Serra do Mar ao longo da costa favorece mais rápido avanço do ar frio pelo oceano. O vento sul favorece convergência ao longo da concavidade no oeste de São Sebastião, que é voltada para sul. A ciclogênese a sul do RJ associada ao avanço da frente também favorece escoamento de sul no litoral de SP.

A previsão do GFS para 0000 UTC do dia 14 (hoje a noite) indica intensificação de um centro de baixa pressão também ao longo do litoral de SP. O vento em 925 hPa (abaixo) mostra como o vento de sul pode seguir intenso ao longo da costa e favorecer convergência em mesoescala em pontos localizados. Dado que haverá água precipitável > 40 mm no litoral, é possível que a chuva intensa continue na região.

[15-16/06/2023] Ciclone e chuva intensa no litoral/serra do RS e SC

A partir de amanhã (15/06), uma ciclogênese no litoral de SC deve causar chuva intensa em áreas do litoral e serra de SC e RS.

Em grande escala, um cavado com inclinação negativa estava sobre o centro da América do Sul às 0000 UTC do dia 14 (abaixo). Esse cavado começa a ganhar inclinação negativa no dia 15 (mais abaixo), quando a ciclogênese começa, às 0000 UTC do dia 16 tem inclinação negativa sobre o Sul do Brasil (mais abaixo). O cavado nos dias 15 e 16 está associado a intenso movimento ascendente corrente abaixo do eixo, favorecendo queda de pressão no litoral, onde o ciclone se forma.

Em 250 hPa às 0000 UTC do dia 16 (abaixo), o jato estará posicionado de maneira a favorecer movimento ascendente na entrada equatorial, onde o ciclone se formará. Além disso, outro jato mais a norte terá sua saída polar sobre o ciclone, também favorecendo movimento ascendente. Esse acoplamento de dois jatos em altos níveis não é muito comum nesta região.

Em baixos níveis, o ciclone se formará na costa de SC no dia 15 a norte de um anticiclone anômalo mais a sudeste.

Essa configuração no campo de pressão vai favorecer intenso escoamento de leste a sul do ciclone. O vento em 925 hPa de leste/sudeste (http://atmosferalivre.com/modelos_GFS/GFS_Sul/) será superior a 30 kt às 0000 UTC do dia 16 (abaixo), intensificando para mais de 45 kt na madrugada do dia 16 (mais abaixo). Contudo, conforme o ciclone se afasta da costa na madrugada, o vento deve virar para sul no litoral, diminuindo a convergência ao longo da Serra do Mar.

A forçante em médios e altos níveis favorecerá chuva generalizada no leste da região Sul, mas o máximo de precipitação será ao longo da Serra do Mar onde a convergência em mesoescala, devido ao vento de leste/sudeste, favorecerá intenso levantamento. A agua precipitável de 35-40 mm e o levantamento intenso ao longo da costa devido à convergência orográfica serão favoráveis a chuva intensa.

Quanto a precipitação, o GFS (rodada de 0600 UTC do dia 14) indica 200+ mm no nordeste do RS e sudeste de SC, ao longo da Serra do Mar, entre 1200 UTC do dia 15 e 1200 UTC do dia 16. O ECMWF indica acumulados similares. O Cosmo 7 km do INMET indica acumulados um pouco mais baixos (100-150 mm), mas máximo na mesma região. Mesma coisa com o WRF 7 km do CPTEC. Dada a boa consistência entre os modelos, espera-se que a região tenha precipitação de pelo menos 100 mm em 24h, podendo superar 200 mm.

[23/06/2023] Rio atmosférico no Chile

Um intenso rio atmosférico atingiu o Chile no dia 23-24/Jun. O transporte de umidade associado ao rio atmosférico, mostrado abaixo através do transporte integrado de vapor d’água às 12Z do dia 23 Jun, favoreceu intensa precipitação na costa e ao longo dos Andes, além de neve intensa nos pontos mais altos das montanhas.

Uma crista anômala em médios níveis sobre a costa do Peru e norte do Chile associada a um cavado com orientação positiva no Pacífico Sudeste favorecem intenso escoamento de WNW no Pacifico.

A água precipitável acima de 40 mm em alguns pontos do rio atmosférico será 2-3 desvios padrão acima da média. Essa quantidade de água precipitável na atmosfera é incomum no inverno, quando a presença de umidade proveniente do Pacifico Tropical é menos comum.

A quantidade de precipitação prevista pelo GFS é muito impressionante, com máximo em 72 h de mais de 200 mm. Nos picos mais altos dos Andes, parte dessa precipitação deve cair como neve, gerando acumulados extremos de neve.

As trajetórias das parcelas que chegam no Chile 12Z de hoje nos últimos 5 dias viajaram pelo Pacifico sul subtropical com orientação bastante zonal. Essas parcelas viajam paralelas ao jato em altos níveis seguindo o escoamento de oeste/noroeste em baixos níveis. A umidade ao longo do rio atmosférico e na costa do Chile se torna elevada provavelmente pela convergência de umidade durante um longo período de tempo, em vez de um transporte direto de uma área com grande quantidade de umidade como o Pacifico Tropical.