Sistemas Convictos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA 
BACHARELADO EM METEOROLOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
FELIPE JEFERSON DE MEDEIROS 
 
 
 
 
 
 
 
Influência da Temperatura da Superfície do Mar na Ocorrência e Características 
Físicas dos Sistemas Convectivos no Norte do Nordeste do Brasil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Natal - RN 
Dezembro - 2017 
Influência da Temperatura da Superfície do Mar na Ocorrência e Características 
Físicas dos Sistemas Convectivos no Norte do Nordeste do Brasil 
 
 
 
 
 
por 
 
 
 
 
FELIPE JEFERSON DE MEDEIROS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Orientador: Prof. Dr. Weber Andrade Gonçalves 
 
 
 
 
 
 
Natal - RN 
Dezembro - 2017 
Monografia apresentada à 
Coordenação do Curso de 
Meteorologia da Universidade 
Federal do Rio Grande do Norte, 
como requisito parcial à obtenção 
do Título de Bacharel em 
Meteorologia. 
 
 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN 
Sistema de Bibliotecas - SISBI 
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Setorial Prof. Ronaldo Xavier de Arruda – CCET 
 
 
 
 
 
 
 Medeiros, Felipe Jeferson de. 
 Influência da temperatura da superfície do mar na ocorrência e 
características físicas dos sistemas convectivos no Norte do 
Nordeste do Brasil / Felipe Jeferson de Medeiros. - 2017. 
 45f.: il. 
 
 Monografia (Bacharelado em Meteorologia) - Universidade 
Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Ciências Exatas e da 
Terra. Departamento de Ciências Atmosféricas e Climáticas. 
 Orientador: Weber Andrade Gonçalves. 
 
 
 1. Sensoriamento remoto - Monografia. 2. Temperatura de 
brilho - Monografia. 3. Atividade convectiva - Monografia. 4. 
ISCCP - Monografia. I. Gonçalves, Weber Andrade. II. Título. 
 
RN/UF/CCET CDU 528.8 
 
 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA 
BACHARELADO EM METEOROLOGIA 
 
 
A Monografia (Influência da Temperatura da Superfície do Mar na Ocorrência e 
Características Físicas dos Sistemas Convectivos no Norte do Nordeste do Brasil) 
 
elaborada por (FELIPE JEFERSON DE MEDEIROS) 
 
e aprovada por todos os membros da Banca Examinadora foi aceita pelo 
Colegiado do Curso de Meteorologia e homologada pelos membros da banca, 
como requisito parcial à obtenção do título de BACHAREL EM METEOROLOGIA 
 
 
 Natal, 04 de Dezembro de 2017 
 
 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
 
_________________________________________________ 
Dr. Weber Andrade Gonçalves (Orientador, DCAC/UFRN) 
 
 
_________________________________________________ 
Dr. Cristiano Prestrelo de Oliveira (Membro Interno, DCAC/UFRN) 
 
 
_________________________________________________ 
Dra. Cati Elisa de Avila Valadão (Membro Externo, PNPD/CAPES – PPGCC/UFRN) 
iii 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 Primeiramente agradeço a Deus, por sempre estar ao meu lado guiando-
me para as melhores decisões. 
 
 A minha família, em especial aos meus pais, Josinete e Flávio, e ao meu 
irmão por todos os ensinamentos, educação e incentivo as minhas escolhas. 
Também devo muitos agradecimentos ao meu tio Jorge por todo o suporte que 
ele me proporcionou/proporciona desde que eu vim morar em Natal. 
 
 A minha namorada Wyllka por ter estado ao meu lado, me incentivando, 
elogiando, dando conselhos e ouvindo durante várias vezes minhas lamentações 
e planos futuros. 
 
 A todos os meus colegas de curso que durante esses 4 anos vivenciaram 
e tornaram mais descontraídos os dias na universidade. Destaco a amizade de 
Wellingson, Cho-Luck, Rafaela e Italo que foram os meus amigos mais próximos. 
Rafaela e Italo foram além de companheiros sempre presente na sala de aula, 
os amigos que sempre me acompanharam nos congressos assim como no 
nosso estágio na EMPARN. Vocês foram fundamentais nessa conquista. 
 
 Agradeço a todos os professores do Departamento de Ciências 
Atmosféricas e Climáticas (DCAC) pelos os conhecimentos compartilhados e 
experiências vividas. Agradeço de modo especial ao Prof. Dr. Bergson Guedes 
Bezerra que foi o meu primeiro tutor na carreira acadêmica. 
 
 Ao meu orientador, Dr. Weber Andrade Gonçalves, um agradecimento 
mais que especial. Obrigado professor por toda amizade, companheirismo, 
conselhos, ensinamento e disponibilidade em me auxiliar. Sou fã da sua postura 
profissional e amor pela meteorologia. 
 
 As Dra. Ana Cleide Bezerra Amorim e Cati Elisa de Avila Valadão pelas 
ajudas e dicas nos dados de Temperatura da Superfície do Mar e Oscilação 
Madden-Julian. 
 
 Essa pesquisa foi desenvolvida no âmbito do projeto intitulado “Análise 
diagnóstica dos climas atual e futuro sobre o Leste do Nordeste Brasileiro” 
financiada pelo CNPq, cujo número do processo é 44103/2015-2. 
 
iv 
 
 
RESUMO 
Este estudo investigou a variabilidade de ocorrência e características físicas dos 
Sistemas Convectivos (SC) durante o outono austral (Março a Maio) no Norte do 
Nordeste do Brasil (NNEB) considerando-se diferentes cenários de atuação dos 
efeitos El Niño-Oscilação Sul (ENSO) e do Gradiente inter-hemisférico da 
superfície do mar do Atlântico (GradATL) no período de 1984-2008. Para tanto, 
foram utilizados dados de identificação dos SC provenientes do ISCCP-Tracking 
e dados de Temperatura da Superfície do Mar (TSM) mensal para a região do 
Niño 3.4 (170°W-120°W, 5°S-5°N), Atlântico Tropical Norte (5-20°N, 60-30°W) e 
Sul (0-20°S, 30°W-10°E) do NOAA - Extended Reconstructed Sea Surface 
Temperature V3b (NOAA_ERSST_V3). Uma alta variabilidade na ocorrência de 
SC foi observada. Relacionando essa variabilidade com as TSM, observou-se 
de modo geral que as maiores detecções de SC ocorreram quando as condições 
oceânicas estavam favoráveis a chuva no NNEB (presença de La Niña no 
Pacífico e gradiente apontando para o sul no Atlântico Tropical), enquanto as 
menores detecções foram observadas no cenário neutro (ausência de El Niño e 
La Niña, assim como de gradiente inter-hemisférico no Atlântico Tropical). Com 
relação a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), observou-se que ela 
provavelmente estava mais ativa nos cenários favorável, El Niño/GradATL_S e 
La Niña/GradATL_N, ou seja, quando pelo menos um oceano estava favorável 
ao padrão de chuvas no NNEB. Nesses cenários as características físicas e 
morfológicas dos SC indicaram que eles foram maiores, mais penetrativos e com 
maior atividade convectiva em seu interior, enquanto que nos cenários 
desfavorável e neutro eles foram menores e menos convectivos. 
Palavras-chave: Sensoriamento remoto, temperatura de brilho, atividade 
convectiva, ISCCP. 
 
v 
 
 
ABSTRACT 
This study investigated the variability of the number of occurrence and physical 
features of Convective Systems (CS) during the autumn season (from March to 
May) over the Northern Northeast Brazil (NNEB). Five different scenarios were 
considered based on the El Niño-Southern Oscilation (ENSO) as well as the inter-
hemispheric Gradient of the Atlantic sea surface (GradATL) from 1984 to 2008. 
The data used in this research were from ISCCP-Tracking (CS identification) and 
monthly Sea Surface Temperature (SST) data for the Niño 3.4 (170°W-120°W, 
5°S-5°N), North (5-20°N, 60-30°W) and South (0-20°S, 30°W-10°E) Tropical 
Atlantic regions from NOAA - Extended Reconstructed Sea Surface Temperature 
V3b (NOAA_ERSST_V3). A high variability in the occurrence of Convective 
Systems was observed. Relating this variability with the SST, it was noticed that 
CS occurrence was mainly observed when the oceanic conditions were favorable 
to rainfall over the NNEB (simultaneous occurrence of La Niña and southward 
SST gradient in the intertropical Atlantic) while CS occurrence was poorly 
observed in the neutral scenario (absence of El Niño and La Niña, as well as the 
absence of SST anomalies on the Northern and Southern Atlantic Tropical). In 
relationto Intertropical Convergence Zone (ITCZ), the results showed that it was 
more active in the favorable scenarios, El Niño/GradATL_S e La 
Niña/GradATL_N, i.e., when at least one ocean was favorable to the NNEB 
rainfall pattern. In these scenarios the physical features of CS indicated they were 
larger, more penetrative and had more convective activity associated, while in the 
unfavorable and neutral scenarios they were smaller and less convective. 
 
Keywords: remote sensing, brightness temperature, convective activity, ISCCP. 
 
vi 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
Figura 1: Localização da área de estudo, onde o retângulo em preto delimita o 
Norte do Nordeste do Brasil (NNEB)..................................................... ........... 18 
 
 Figure 2: Série temporal da TSM nas áreas do Niño 3.4 (azul) e GradATL 
(vermelho). Os valores médios de anomalias de novembro a fevereiro são 
plotados para o Niño3.4 e os valores de março a maio representam o GradATL. 
As linhas tracejadas indicam os limiares para classificação das ATSM em El Niño 
e La Niña no Pacífico e GradATL_N e GradATL_S no 
Atlântico.............................................................................................................20 
 
Figura 3: Quantidade de Sistemas Convectivos (SC) detectados anualmente na 
estação do outono austral (MAM) no Norte do Nordeste do Brasil (NNEB). Os 
marcadores x (desfavorável), ○ (favorável), ◊ (neutro), □ (El Niño/Grad_S) e ∆ 
(La Niña/Grad_N) representam os padrões oceânicos.... ................................. 23 
 
Figura 4: Distribuição de frequência da (a) Temperatura Média; (b) Temperatura 
Mínima; (c) Fração Convectiva e (d) Raio dos SC no Norte do Nordeste do Brasil 
durante MAM nos diferentes padrões oceânicos da região tropical...... ........... 27 
 
 
vii 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
 
Tabela 1: Variáveis do ISCCP-Tracking analisados para cada SC. ................. 19 
 
Tabela 2: Anos selecionados em cada categoria de padrão oceânico de acordo 
com as manifestações do fenômeno El Niño-Oscilação Sul (ENOS) e do 
gradiente inter-hemisférico da superfície do mar do Atlântico (GradATL), 
considerando-se o período de 1984-2008.. ...................................................... 21 
 
Tabela 3: Porcentagem e média da ocorrência dos sistemas convectivos para 
cada cenário de padrão oceânico com as respectivas magnitudes das anomalias 
de TSM na região do Niño3.4 e GradATL. Os valores nos parênteses 
correspondem à média das porcentagens...................................................... .. 24 
 
 
 
 
viii 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS 
 
 
AL – Alagoas 
ATSM – Anomalias de Temperatura da Superfície do Mar 
ATN – Atlântico Tropical Norte 
ATS – Atlântico Tropical Sul 
BA – Bahia 
CE – Ceará 
CPC – Climate Prediction Center 
DESF – Desfavorável 
DSA – Divisão de Satélites e Sistemas Ambientais 
DOL – Distúrbios Ondulatórios de Leste 
D.P (+) – Desvio Padrão Positivo 
D.P (-) – Desvio Padrão Negativo 
ENOS – El Niño-Oscilação Sul 
FAV – Favorável 
ForTraCC – Forecasting and Tracking the Evolution of Cloud Cluster 
GradATL – Gradiente inter-hemisférico da superfície do mar do 
Atlântico 
GMS – Geostationary Meteorological Satellite 
GOES – Geostationary Operational Environmental Satelllite 
GradATL_S – GradATL apontando para o sul do equador 
GradATL_N – GradATL apontando para o norte do equador 
INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 
INSAT – Indian National Satellite System 
ISCCP – International Satellite Cloud Climatology Project 
LI – Linhas de Instabilidade 
MA – Maranhão 
MAM – Março-Abril-Maio 
NCAR – National Center for Atmospheric Research 
ix 
 
 
NCEP – National Centers for Environmental Prediction 
NDJF – Novembro-Dezembro-Janeiro-Fevereiro 
NEU – Neutro 
NNEB – Norte do Nordeste do Brasil 
NOAA – National Oceanic & Atmospheric Administration 
OMJ – Oscilação de Madden-Julian 
PE – Pernambuco 
PI – Piauí 
PB – Paraíba 
RN – Rio Grande do Norte 
SC – Sistemas Convectivos 
SE – Sergipe 
TSM – Temperatura da Superfície do Mar 
VCAN – Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis 
ZCIT – Zona de Convergência Intertropical 
 
 
x 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
LISTA DE FIGURAS ...................................................................…….............. vi 
LISTA DE TABELAS .............................................................................…....... vii 
LISTA DE ABREVIATURAS ............................................................................ viii 
 
1- INTRODUÇÃO ...........................................................…….......................... 1 
 
 
2 –REFERÊNCIAS ....…………….................................................................... 8 
 
 
3- NORMAS DO PERIÓDICO.........…………………….................................... 12 
 
 
4 – ARTIGO ..................................................................................................... 13 
 
 
 
 
 
 
1 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
O Norte do Nordeste do Brasil (NNEB), situado entre as latitudes de 2° e 11°S 
e as longitudes 45° e 34,7°W, engloba quase a totalidade territorial dos nove estados 
do Nordeste do Brasil: Maranhão (MA), Piauí (PI), Ceará (CE), Rio Grande do Norte 
(RN), Paraíba (PB), Pernambuco (PE), Alagoas (AL), Sergipe (SE) e Bahia (BA). Essa 
região é caracterizada por apresentar uma alta variabilidade interanual e intrassazonal 
de precipitação (Wainer e Soares, 1997). 
Apesar da estação mais chuvosa na região ser o outono austral (março, abril, 
maio – MAM) em função principalmente do deslocamento meridional da Zona de 
Convergência Intertropical (ZCIT) (Uvo et al., 1998, Marengo et al., 2013; Hounsou-
gbo et al., 2015), que atinge sua posição mais ao sul entre os meses de março e abril 
(Hastenrath e Lamb, 1977), vários outros sistemas meteorológicos atuam na região 
em diferentes escalas espaciais e temporais: Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis 
(VCAN) (Kousky e Gan, 1981), Distúrbios Ondulatórios de Leste (DOL) (Torres e 
Ferreira, 2011), Linhas de Instabilidade (LI) (Kousky, 1980) e Complexos Convectivos 
de Mesoescala (Souza et al., 1998). 
Rao et al., (2002) comentam que cerca de 35% a 50% do total anual de 
precipitação no NNEB ocorre em MAM em virtude da migração para o sul da ZCIT. 
Sua posição e intensidade são sensíveis as condições dinâmicas e termodinâmicas 
associadas ao Gradiente inter-hemisférico de temperatura da Superfície do Mar no 
Atlântico (GradATL) (Moura e Shukla, 1981). O GradATL é identificado pela diferença 
entre as Anomalias de Temperatura da Superfície do Mar (ATSM) sobre as áreas 
Norte (5-20°N, 60-30°W) e Sul (0-20°S, 30°W-10°E) do Oceano Atlântico tropical. 
Valores positivos do GradATL representam um gradiente de ATSM direcionado para 
o Atlântico Norte (GradATL_N), valores negativos indicam um gradiente de ATSM 
direcionado para o Atlântico Sul (GradATL_S) (De Souza et al., 2005). 
A ocorrência de ATSM positivas no setor norte do equador no Atlântico tropical 
favorece o posicionamento da ZCIT mais ao norte da sua posição climatológica, que 
em geral, associam-se com anos secos no NNEB (Uvo et al., 1998, Hastenrath, 2006). 
Quando o oposto ocorre, isto é, ATSM no Atlântico sul encontra-se mais quente que 
o Atlântico norte a ZCIT tende a posicionar-se ao sul da posição climatológica, sendo 
verificados anos chuvosos no NNEB. 
2 
 
 
Além da importância do Oceano Atlântico tropical, o Oceano Pacífico equatorial 
também desempenha um papel fundamental na precipitação no NNEB. De fato, anos 
com anomalias positivas de precipitação em relação a climatologia tem sido atribuída 
a episódios de La Niña, que é caracterizado por um resfriamento anormal nas águas 
superficiais do Oceano Pacífico leste e central e pelos padrões dosventos alísios mais 
fortes (Hastenrath, 2012). Já quando verifica-se a presença de El Niño, que é 
caracterizado pelo enfraquecimento de larga escala dos ventos alísios e aquecimento 
das camadas superficiais da região leste e central do oceano Pacífico, normalmente 
são observados anos com anomalias negativas de chuva (Hastenrath, 2012). 
Vários estudos têm mostrado que a variação do regime de precipitação em 
MAM no NNEB está relacionado com padrões de anomalia de circulação atmosférica 
em escala global associado com as fases quente (El Niño) e fria (La Niña) do 
fenômeno climático global El Niño-Oscilação Sul (ENOS) e pelas anomalias do 
Gradiente inter-hemisférico de temperatura da superfície do mar do Atlântico 
(GradATL) (Moura e Shukla, 1981; Coelho et al., 2002; Lucena et al., 2011). Trabalhos 
como o de Alves et al., (1997); Ferreira e Mello, (2005) mostram que, quando o El 
Niño acontece conjuntamente com o GradATL_N, anos secos ou muito secos são 
verificados no NNEB, já quando se tem a atuação de La Niña associada ao 
GradATL_S, normalmente são verificados anos chuvosos ou muito chuvoso na região. 
A influência conjunta dos oceanos tropicais no regime de precipitação no NNEB 
é bem aceita pela comunidade científica, entretanto, vários estudos têm buscado 
investigar qual oceano é mais relevante na variabilidade de precipitação no NNEB 
(Andreoli e Kayano, 2007; Mahajan et al., 2010; Amorim, 2016). Os resultados têm 
indicado que a variabilidade da Temperatura da Superfície do Mar (TSM) do Atlântico, 
especialmente a bacia do Atlântico sul, é a forçante dominante das anomalias de 
precipitação no NNEB, enquanto que a influência remota do Pacífico, em 
determinadas ocasiões pode reforçar estas anomalias, mas em outros casos pode ter 
efeitos opostos, de modo que estas anomalias sejam enfraquecidas (Kayano et al., 
2013). 
Todos esses padrões oceano-atmosfera de grande escala induzem mudanças 
na circulação troposférica associada às células de Hadley (norte-sul) e Walker (leste-
oeste), influenciando os movimentos convectivos no NNEB de acordo com o 
deslocamento dos ramos ascendentes e descentes (Varejão, 2007). 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Al%C3%ADsios
3 
 
 
De acordo com o modelo de circulação meridional da atmosfera, para a zona 
equatorial de baixa pressão convergem os ventos provenientes dos cinturões 
subtropicais de alta pressão (localizados em torno de 30°N e 30°S), impulsionados 
pela força do gradiente de pressão e defletidos por efeito de rotação da terra (força de 
Coriolis). Esse padrão de circulação caracteriza a célula de Hadley, cujo ramo 
ascendente estar na proximidade do equador e o ramo descendente a cerca de 30° 
de latitude (Varejão, 2007). No entanto, dependendo do GradATL, verifica-se 
movimento ascendente/descendente anômalo sobre a região equatorial centrada em 
5°S (De Souza et al., 2005). 
Durante o ENOS também verifica-se que os ramos ascendentes e 
descendentes da célula de Walker sofrem mudanças de localização e intensidade 
dependendo da fase. As regiões de movimento ascendentes (descendentes) estão 
associadas a formação (inibição) da precipitação. Na fase neutra observa-se que o 
ramo ascendente mais intenso localiza-se sobre as proximidades da Austrália, 
Indonésia e outro mais fraco sobre o oeste da África e no norte da América do Sul. Na 
fase quente (El Niño) a circulação de Walker sofre mudanças significativas. O ramo 
ascendente é deslocado para o Pacífico central e passa a predominar sobre o NNEB 
movimentos subsidentes. Já na fase fria (La Niña) o padrão de circulação da célula 
de Walker é semelhante ao observado durante a fase neutra. A diferença é em relação 
a intensidade, que torna-se maior, ou seja, os movimentos convectivos no NNEB são 
reforçados (De Souza et al., 2005; Andreoli e Kayano, 2006). 
 Outro fator atmosférico que modula a convecção intrassazonal no NNEB é a 
Oscilação Madden-Julian (OMJ) (Repelli et al., 1998; Kayano e Kousky, 1999; 
Carvalho et al., 2002; De Souza e Ambrizzi, 2006). Esta oscilação inicia na região do 
Oceano Índico e propaga-se para leste sobre a região tropical em um ciclo de vida 
que varia na escala de 30-90 dias. A medida que a oscilação vai se propagando é 
formada uma região de convecção ativa seguida por uma região de supressão. 
Valadão et al., (2017) mostraram que o padrão de precipitação sobre o Nordeste do 
Brasil apresenta mudanças substanciais a medida que a OMJ propaga-se para leste 
com os maiores impactos no NNEB durante MAM ocorrendo nas fases 2-3 (anomalias 
positivas) e 5-6 (anomalias negativas). 
No Nordeste do Brasil, a precipitação é resultante tanto de Sistemas 
Convectivos (SC) quanto de nuvens estratiformes. Os SC são bandas de nuvens 
geradas pela interação de células convectivas, podendo ocorrer em diversas escalas 
4 
 
 
espaciais e temporais. Eles apresentam fortes correntes ascendentes e 
descendentes, enquanto as nuvens estratiformes apresentam movimento vertical 
relativamente fraco e precipitação leve (Hong et al., 2000). 
Para estudar várias características radiativas das nuvens e buscando melhorar 
o entendimento que os efeitos das nuvens tem sobre o clima, Schiffer e Rossow (1983) 
iniciaram em 1983 a fase de coleta de dados operacionais do International Satellite 
Cloud Climatology Project (ISCCP). 
Este projeto teve como característica principal obter a cobertura globalmente 
uniforme de vários índices de nuvens, possibilitando a realização de vários estudos 
para validar climatologia, melhorar algoritmos de convecção, a modelagem dos efeitos 
das nuvens nos modelos climáticos e investigar o papel das nuvens no balanço de 
radiação atmosférica e no ciclo hidrológico. 
Utilizando essa base dados, Machado e Rossow (1993) identificaram três 
grandes áreas de ocorrência de SC nos trópicos: a Floresta Amazônica, Floresta do 
Congo e Indonésia. Além disso, os autores analisaram diversas características dos 
SC, tais como, formato, estrutura, efeitos radiativos, entre outros. 
Machado et al., (1998) em outro estudo utilizando a base de dados do ISCCP, 
analisaram 1 ano de dados (Julho 1987 – Junho 1988) de identificação dos SC para 
estudar a evolução das propriedades morfológicas e radiativas das nuvens ao longo 
dos ciclos de vida dos sistemas convectivos profundos sobre a América, tanto nas 
latitudes tropicais como médias. Os resultados demonstram uma relação direta entre 
o tamanho e a duração dos sistemas convectivos, bem como características comuns 
de crescimento, maturação e dissipação. Por outro lado, algumas diferenças entre SC 
continentais e oceânicos ficaram evidentes. 
Machado e Laurent (2004) atentos a encontrar parâmetros preditores da 
evolução dos SC que pudessem ajudar a previsão desses sistemas e 
consequentemente reduzir a vulnerabilidade a eventos climáticos extremos, 
analisaram a relação entre a expansão da área dos SC com seu ciclo de vida. Os 
autores encontraram que é possível estimar a maior probabilidade de duração dos SC 
considerando apenas sua taxa de crescimento durante sua fase de iniciação. 
Ainda na temática da previsão de curto prazo, Vila et al., (2008) desenvolveram 
e validaram um algoritmo para rastreamento e previsão de características radiativas e 
morfológicas dos SC ao longo dos seus ciclos de vida. A partir do algoritmo, que utiliza 
imagens do canal infravermelho (10,8 μm) de satélites geoestacionários, os autores 
5 
 
 
observaram que foi possível prever o deslocamento dos sistemas de acordo com os 
passos de tempo anteriores. Este algoritmo é portanto, uma boa ferramenta para fazer 
previsões de tempestades. 
Gonçalves (2013) usando 26 anos de dados de identificação e rastreamento 
provenientes do ISCCP-Tracking realizou uma climatologia global dos SC. Assim 
como em pesquisas anteriores, o autor observou que as maiores ocorrências dos SC 
ocorrem na região tropical, principalmente sobre a FlorestaAmazônica, Floresta do 
Congo e Sahel e a região da Indonésia. Outros aspectos analisados no estudo foram 
várias propriedades físicas e morfológicas dos SC nas regiões tropicais, extratropicais, 
continentais e oceânicas. 
Foi observado que os SC tropicais apresentam temperaturas mais baixas e que 
a convecção é, em geral, mais intensa do que sobre os extratrópicos. Com relação 
aos SC continentais e oceânicos, foi comentado que sobre as áreas continentais, os 
SC são menores, duram menos, porém, são mais penetrativos e com maior atividade 
convectiva dos que os sistemas oceânicos. 
Sabendo que grande parte dos acumulados de precipitação estão diretamente 
associados à ocorrência dos SC e observando a escassez de estudos sobre o 
Nordeste do Brasil, Medeiros e Gonçalves (2016) analisaram várias características 
físicas e morfológicas dos SC em dois anos extremos tanto para o aumento como para 
a diminuição da precipitação. Os resultados encontrados indicaram que no ano 
favorável houve uma maior ocorrência dos SC e que eles foram maiores, intensos e 
mais profundos em comparação ao ano desfavorável. 
É na região tropical portanto, que grande parte da convecção de todo o globo 
é observada, mais de 55% do total (Gonçalves 2013), favorecendo que a maior parte 
da precipitação seja resultante de atividade convectiva (Houze, 1981; Velasco e 
Fritsch, 1987). 
Especificamente sobre o NNEB, Palharini e Vila (2017) comentam que a 
ocorrência de nuvens com perfil vertical estratiforme é elevada, mas a taxa de 
precipitação associada é pequena. Por outro lado, as nuvens provenientes dos SC 
apesar da menor ocorrência relativa, apresentam alta taxa de precipitação. 
Além da importância na precipitação, os SC também recebem destaque nas 
trocas de calor e momento entre a troposfera e a tropopausa (Gonçalves, 2013), 
troposfera e a estratosfera (Schoder et al., 2006) e no balanço de vapor de água 
(Gamache e Houze JR, 1983). Devido a esses e diversos outros fatores, o 
6 
 
 
rastreamento dos SC passou a ser uma ferramenta operacional bastante útil em 
diversos centros de meteorologia no Brasil e no Mundo. 
No Brasil, na Divisão de Satélites e Sistemas Ambientais (DSA) do Instituto 
Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) um método de identificação e 
acompanhamento de SC é utilizado, o Forecasting and Tracking the Evolution of Cloud 
Cluster (ForTraCC). O ForTraCC utiliza imagens do canal infravermelho (10.8 µm) de 
satélites geoestacionários para fornecer informações a respeito das características 
físicas e morfológicas dos SC com base na temperatura do topo de nuvens (Vila et al., 
2008). Utilizando o algoritmo do ForTraCC é possível, por exemplo estimar quais SC 
estão se intensificando, desintensificando e tornando-se estável em um intervalo de 
tempo de até 2 horas. 
Apesar de todos esses fatores que mostram a importância dos SC para a 
previsão de curto prazo (nowcasting) e entendimento do tempo e clima na região, 
verifica-se na literatura que são escassos os estudos que analisam a relação entre 
ATSM com a ocorrência de SC no NNEB. A maioria dos trabalhos restringem-se a 
analisar apenas como a distribuição espacial e temporal da precipitação é alterada de 
acordo com padrões oceânicos (Moura e Shukla, 1981; Nobre e Shukla, 1996; De 
Souza et al., 2005; Andreoli e Kayano, 2007; Lucena et al., 2011; Kayano et al., 2013; 
Tedeschi e Collins, 2016). 
No entanto, existe uma base de dados globais 26 anos de SC International 
Satellite Cloud Climatology Project-Tracking (ISCCP-Tracking), que pode ser utilizada 
para avaliar várias características físicas e morfológicas dos SC. Compreender essas 
características poderá trazer importantes subsídios às atividades de previsão do 
tempo e previsão climática. 
Diante dessa necessidade, o presente estudo tem como objetivo geral 
quantificar e analisar os SC no NNEB durante o outono austral considerando 
diferentes cenários nos Oceanos Pacífico e Atlântico. Especificamente os objetivos 
são: 
 
 Compor cenários de padrões oceânicos relacionados com ATSM dos Oceanos 
Pacífico e Atlântico; 
 
 Quantificar os SC em cada padrão oceânico; 
 
7 
 
 
 Analisar a variabilidade da ocorrência dos SC. 
 
 Avaliar as características físicas e morfológicas dos SC de acordo com os 
cenários oceânicos propostos. 
 
Considerando esses objetivos, a monografia apresentada a seguir, feita em 
formato de artigo, busca contribuir e motivar estudos posteriores na temática dos 
sistemas convectivos na região do Nordeste do Brasil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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12 
 
 
NORMAS DO PERIÓDICO 
 
O artigo “Influência da Temperatura da Superfície do Mar na Ocorrência e 
Características Físicas dos Sistemas Convectivos no Norte do Nordeste do Brasil” 
será submetido à Revista Brasileira de Meteorologia. 
 
As normas para organização e submissão do periódico são: 
 O artigo deve ser conciso e ter 20 páginas, incluindo texto, tabelas, gráficos e 
referencias bibliográfica. Na primeira página do texto, deve conter o título, 
resumo e palavras-chave em inglês. Na segunda página deve ser incluído o 
título e resumo em português. Os resumos em português e inglês não devem 
exceder 200 palavras. As próximas páginas devem conter o texto do artigo com 
as referências bibliográficas. Gráficos, tabelas, desenhos, mapas e fotografias 
com as legendas explicativas deve ser incluído separadamente e sua posição 
indicada no texto. 
 
 O texto deve ser escrito no formato A4 (297 x 210mm), usando o editor de texto 
Word 6.0 ou versões mais atualizadas com fonte Times New Roman tamanho 
11, espaço duplo, com margens de 3,0 cm em ambas as laterais e 2,5cm na 
parte superior e inferior. 
 
 As páginas devem ser numeradas na margem superior direita, iniciando a 
numeração na primeira página do manuscrito. 
 
 As referências devem ser listadas em ordem alfabética pelo sobrenome do 
primeiro autor, de acordo com as regras da ABNT (NRB-6023, agosto de 2002). 
Abreviação de títulos de revistas devem estar de acordo com a lista mundial de 
periódicos científicos. 
 
 Os artigos, sempre que possível, devem ser organizados na seguinte estrutura: 
Título, Resumo, 1. Introdução, 2. Material e Métodos, 3. Resultados e 
Discussões, 4. Conclusões, 5. Agradecimentos e 6. Referências. 
 
 
 
 
 
 
13 
 
 
INFLUENCE OF SEA SURFACE TEMPERATURE IN THE OCURRENCE AND 
PHYSICAL FEATURES OF CONVECTIVE SYSTEMS ON THE NORTHERN 
NORTHEAST BRAZIL 
FELIPE JEFERSON DE MEDEIROS AND WEBER ANDRADE GONÇALVES 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Departamento de Ciências Atmosféricas e Climáticas, 
Natal-RN, Brasil. 
felipetkd_@hotmail.com, goncalves.weber@gmail.com 
 
ABSTRACT: This study investigated the variability of occurrence and physical features of Convective 
Systems (CS) during the autumn season (from March to May) over the Northern Northeast Brazil 
(NNEB). Five different scenarios were considered of the El Niño-Southern Oscilation (ENSO) effect as 
well as the inter-hemispheric gradient tropical of Atlantic (GradATL) from 1984 to 2008. For this, data 
from ISCCP-Tracking Database and monthly Sea Surface Temperature (SST) data for the area of 
Niño3.4 (170° W-120° W, 5°S-5°N), North (5-20°N, 60-30°W) and South (0-20°S, 30°W-10°E) 
Tropical Atlantic from NOAA_ERSST_V3 were used in this research. A high variability in the 
occurrence of CS was observed, with the major (minor) detections when the oceanic conditions were 
favorable (neutral) to rainfall in NNEB. The physical features of CS in the favorable, El 
Niño/GradATL_S and La Niña/GradATL_N oceanic patterns, indicated they were larger, more 
penetrative and had more convective activity associated, while in the unfavorable and neutral scenarios 
they were smaller and less convective. 
Keywords: remote sensing; convective activity; brightness temperature; ISCCP. 
 
 
 
 
14 
 
 
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DOMAR NA OCORRÊNCIA 
E CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS SISTEMAS CONVECTIVOS NO NORTE DO 
NORDESTE DO BRASIL 
 
RESUMO: Este estudo investigou a variabilidade de ocorrência e características físicas dos Sistemas 
Convectivos (SC) durante o outono austral no Norte do Nordeste do Brasil (NNEB) considerando-se 
diferentes cenários de atuação dos efeitos El Niño-Oscilação Sul (ENSO) e do Gradiente inter-
hemisférico da superfície do mar do Atlântico (GradATL) no período de 1984-2008. Para tanto, foram 
utilizados dados de identificação dos SC provenientes do ISCCP-Tracking e de Temperatura da 
Superfície do Mar (TSM) na região do Niño 3.4 (170°W-120°W, 5°S-5°N), Atlântico tropical norte (5-
20°N, 60-30°W) e sul (0-20°S, 30°W-10°E) do NOAA_ERSST_V3. Uma alta variabilidade na 
ocorrência de SC foi observada, com as maiores (menores) ocorrências quando as condições oceânicas 
estavam totalmente favoráveis (neutras) a precipitação no NNEB. As características físicas dos SC nos 
padrões oceânicos favorável, El Niño/GradATL_S e La Niña/GradATL_N indicaram que os SC foram 
maiores, mais penetrativos e com maior atividade convectiva em seu interior, enquanto que nos cenários 
desfavorável e neutro foram menores e menos convectivos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
O Norte do Nordeste do Brasil (NNEB) apresenta uma alta variabilidade interanual e 
intrassazonal de precipitação, com mecanismos físicos que ocorrem na interface oceano-atmosfera 
controlando a ocorrência de eventos extremos (e.g., secas e enchentes) (Wainer e Soares, 1997). 
Vários sistemas meteorológicos atuam na região em diferentes escalas espaciais e temporais: 
Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) (Uvo et al., 1998), Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis 
(VCAN) (Kousky e Gan, 1981), Distúrbios Ondulatórios de Leste (DOL) (Torres e Ferreira, 2011), 
Linhas de Instabilidade (LI) (Kousky, 1980) e Complexos Convectivos de Mesoescala (Souza et al., 
1998). 
Apesar de todos esses sistemas, a precipitação no NNEB restringe-se a poucos meses do ano, 
sendo a estação mais chuvosa o outono austral (março, abril, maio – MAM), em função principalmente 
do deslocamento meridional da ZCIT (Uvo et al., 1998; Marengo et al., 2013; Hounsou-gbo et al., 2015), 
que atinge sua posição mais ao sul entre os meses de março e abril (Hastenrath e Lamb, 1977). Rao et 
al., (2002) comentam que cerca de 35% a 50% do total anual de precipitação no NNEB ocorre em MAM 
devido a migração para o sul da ZCIT. 
Sua posição e intensidade são sensíveis as condições dinâmicas e termodinâmicas associadas ao 
Gradiente inter-hemisférico de temperatura da Superfície do Mar no Atlântico (GradATL) (Moura e 
Shukla, 1981). A ocorrência de Anomalias de Temperatura da Superfície do Mar (ATSM) positivas no 
setor norte do equador no Atlântico tropical favorece o posicionamento da ZCIT mais ao norte da sua 
posição climatológica, que em geral, associam-se com anos secos no NNEB (Uvo et al., 1998; 
Hastenrath, 2006). Anos chuvosos são geralmente observados quando as ATSM com padrões opostos 
estão presentes. 
Além da importância do Oceano Atlântico tropical, o Oceano Pacífico equatorial também 
desempenha um papel fundamental na precipitação no NNEB. De fato, anos com anomalias positivas 
(negativas) de precipitação em relação a climatologia tem sido atribuída a episódios de La Niña (El 
Niño) (Hastenrath, 2012). Vários estudos têm mostrado que a variação do regime de precipitação em 
MAM no NNEB estar relacionado com padrões de anomalia de circulação atmosférica em escala global 
16 
 
 
associado com as fases quente (El Niño) e fria (La Niña) do fenômeno climático global El Niño-
Oscilação Sul (ENOS) e pelas anomalias do Gradiente inter-hemisférico de temperatura da superfície 
do mar do Atlântico (GradATL) (Moura e Shukla, 1981; Coelho et al., 2002; Lucena et al., 2011). 
Trabalhos como o de Alves et al., (1997); Ferreira e Mello, (2005) mostram que, quando o El Niño 
acontece conjuntamente com o GradATL_N, anos secos ou muito secos são verificados na NNEB, já 
quando se tem a atuação de La Niña associada ao GradATL_S, normalmente são verificados anos 
chuvosos ou muito chuvoso na região. 
A influência conjunta dos oceanos tropicais no regime de precipitação no NNEB é bem aceita 
pela comunidade científica, entretanto, vários estudos têm buscado investigar qual oceano é mais 
relevante na variabilidade de precipitação no NNEB (Andreoli e Kayano, 2007; Mahajan et al., 2010; 
Amorim, 2016). Os resultados têm indicado que a variabilidade da Temperatura da Superfície do Mar 
(TSM) do Atlântico, especialmente a bacia do Atlântico sul, é a forçante dominante das anomalias de 
precipitação no NNEB, enquanto que a influência remota do Pacífico, em determinadas ocasiões pode 
reforçar estas anomalias, mas em outros casos pode ter efeitos opostos, de modo que estas anomalias 
sejam enfraquecidas (Kayano et al., 2013). 
Todos esses padrões oceano-atmosfera de grande escala induzem mudanças na circulação 
troposférica associada às células de Walker (leste-oeste) e Hadley (norte-sul), influenciando os 
movimentos convectivos no NNEB de acordo com o deslocamento dos ramos ascendentes e 
descendentes. 
Outro fator atmosférico que modula a convecção intrassazonal no NNEB é a Oscilação Madden-
Julian (OMJ) (Repelli et al., 1998; Kayano e Kousky, 1999; Carvalho et al., 2002; De Souza e Ambrizzi, 
2006; Valadão et al., 2017). Esta oscilação inicia na região do Oceano Índico e propaga-se para leste 
sobre a região tropical em um ciclo de vida que varia na escala de 30-90 dias. A medida que a oscilação 
vai se propagando é formada uma região de convecção ativa seguida por uma região de supressão. 
Valadão et al., (2017) mostraram que o padrão de precipitação sobre o Nordeste do Brasil apresenta 
mudanças substanciais a medida que a OMJ propaga-se para leste com os maiores impactos no NNEB 
durante MAM ocorrendo nas fases 2-3 (anomalias positivas) e 5-6 (anomalias negativas). 
17 
 
 
No Nordeste do Brasil, a precipitação é resultante tanto de Sistemas Convectivos (SC) quanto 
de nuvens estratiformes. Os SC são bandas de nuvens geradas pela interação de células convectivas, 
podendo ocorrer em diversas escalas espaciais e temporais. SC apresentam fortes correntes ascendentes 
e descendentes, enquanto os estratiformes apresentam movimento vertical relativamente fraco e 
precipitação leve (Hong et al., 2000). Especificamente sobre o NNEB, Palharini e Vila (2017) comentam 
que a ocorrência de nuvens com perfil vertical estratiforme é elevada, mas a taxa de precipitação 
associada é pequena. Por outro lado, as nuvens provenientes dos SC apesar da menor ocorrência relativa, 
apresentam alta taxa de precipitação. 
Além da importância na precipitação, os SC também recebem destaque nas trocas de calor e 
momento entre a troposfera e a tropopausa (Gonçalves, 2013), troposfera e a estratosfera (Schoder et 
al., 2006) e no balanço de vapor de água (Gamache e Houze JR, 1983). Devido a esses e diversos outros 
fatores, o rastreamento dos SC passou a ser uma ferramenta operacional bastante útil em diversos centros 
de meteorologia no Brasil e no Mundo. 
No Brasil, na Divisão de Satélites e Sistemas Ambientais (DSA) do Instituto Nacional de 
Pesquisas Espaciais (INPE) um método de identificação e acompanhamento de SC é utilizado. O 
Forecasting and Tracking the Evolution of Cloud Cluster (ForTraCC) utiliza imagens do canal 
infravermelho (10.8 µm) de satélites geoestacionários para fornecer informações a respeito das 
características físicas e morfológicas dos SC com base na temperatura do topo de nuvens (Vila et al., 
2008). Utilizando o algoritmo do ForTraCC é possível, por exemplo estimar quais SC estão se 
intensificando, desintensificando e tornando-se estável em um intervalo de tempo de até 2 horas. 
Apesar de todos esses fatores que mostram a importância dos SC para a previsão de curtoprazo 
(nowcasting) e entendimento do tempo e clima na região, verifica-se na literatura que são escassos os 
estudos que analisam a relação entre ATSM com a ocorrência de SC no NNEB. A maioria dos trabalhos 
restringem-se a analisar apenas como a distribuição espacial e temporal da precipitação é alterada de 
acordo com padrões oceânicos (Moura e Shukla, 1981; Nobre e Shukla, 1996; De Souza et al., 2005; 
Andreoli e Kayano, 2007; Lucena et al., 2011; Kayano et al., 2013; Tedeschi e Collins, 2016). 
18 
 
 
Sendo assim, os objetivos deste trabalho são: (1) Compor cenários de padrões oceânicos 
relacionados com ATSM dos oceanos Pacífico e Atlântico; (2) Quantificar os SC atuantes no NNEB 
durante o outono austral de acordo com esses padrões oceânicos; (3) Analisar as propriedades físicas e 
morfológicas desses SC. 
2. MATERIAL E MÉTODOS 
2.1 – Material 
2.1.1 – Área de estudo 
A região de estudo compreende as latitudes de 2° e 11°S e as longitudes de 45° e 34,7°W (Figura 
1). Esta área chamada de Norte do Nordeste do Brasil (NNEB) engloba todos os noves estados da região 
Nordeste: Maranhão (MA), Piauí (PI), Ceará (CE), Rio Grande do Norte (RN), Paraíba (PB), 
Pernambuco (PE), Alagoas (AL), Sergipe (SE) e Bahia (BA). 
 
Figura 1: Localização da área de estudo, onde o retângulo em preto delimita o Norte do Nordeste do 
Brasil (NNEB). 
2.1.2 – Sistemas convectivos 
As características físicas e morfológicas dos SC aqui analisadas para o outono austral sobre o 
NNEB são provenientes da base de dados do International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP-
Tracking), que contém dados disponíveis desde de julho de 1983 até junho de 2008 (Schiffer e Rossow, 
1985), com resolução temporal e espacial de 3 horas e 30 km, respectivamente. Compõem sua base de 
dados cinco satélites meteorológicos geoestacionários: Geostationary Operational Environmental 
19 
 
 
Satelllite East (GOES-E), Geostationary Operational Environmental Satelllite West (GOES-W), 
Meteosat, Indian National Satellite System (INSAT) e Geostationary Meteorological Satellite (GMS). 
No ISCCP-Tracking, dois limiares de temperatura de brilho são utilizados na identificação dos 
SC. O primeiro limiar 𝑇𝐼𝑅 < 245 K identifica os SC, enquanto o outro 𝑇𝐼𝑅 < 220 K é para encontrar 
áreas de convecção severa no interior dos SC. 
A partir da identificação dos SC, de acordo com a temperatura de brilho, diversas características 
físicas e morfológicas foram analisadas, conforme apresentado na tabela 1. 
Tabela 1: Variáveis do ISCCP-Tracking analisados para cada SC. 
Variáveis 
Raio (km) 
Fração Convectiva % 
Temperatura Média (SC) (K) 
Temperatura Mínima (SC) (K) 
 
Devido a disponibilidade dos dados e os meses de estudo serem MAM, o período utilizado 
esteve contido entre março de 1984 a maio de 2008, totalizando mais de 24 anos completos de dados. 
Dos cinco satélites geoestacionários do ISCCP-Tracking, dois realizam a cobertura espacial sobre o 
NNEB, GOES-E e Meteosat. No entanto, devido a problemas com as imagens do GOES-E em alguns 
anos, utilizou-se apenas o satélite Meteosat. 
2.1.3 – Temperatura da superfície do mar 
Os dados mensais de TSM para a região do Niño 3.4 (170°W-120°W, 5°S-5°N), Atlântico 
Tropical Norte (ATN) (5-20°N, 60-30°W) e Sul (ATS) (0-20°S, 30°W-10°E) foram obtidos do National 
Oceanic and Atmospheric Administration – Extended Reconstructed Sea Surface Temperature V3b 
(NOAA_ERSST_V3) (Smith, 2008). 
Especificamente neste estudo foram utilizados as ATSM do Niño 3.4, pois apenas seu índice é 
suficiente para fornecer a intensidade e as ocorrências dos fenômenos de El Niño e La Niña (Trenberth, 
1997; Chen e Chung, 2015). A escolha das áreas do Atlântico foi em concordância com trabalhos 
anteriores que calcularam o GradATL para aplicações diversas (Servain, 1991; Amorim, 2016). O termo 
GradATL é definido como a diferença entre a TSM do ATN–ATS. Estas áreas são utilizadas pelo 
Climate Prediction Center (CPC) para monitoramento mensal da TSM nos trópicos. 
20 
 
 
2.2 – Metodologia 
Para o cálculo das ATSM, adotou-se o seguinte procedimento: 
i. Com base no período de 1981-2010 calculou-se a média climatológica da TSM nos 
meses de NDJF para a região do Niño 3.4 e MAM nas regiões do ATN e ATS. 
ii. Em seguida, obteve-se a média dos meses NDJF e MAM em cada ano do período de 
estudo (1984-2008) para o Oceano Pacífico (Niño 3.4) e Atlântico (GradATL), 
respectivamente. 
iii. Calculou-se a diferença entre as TSM nos meses NDFJ e MAM de cada ano pelo o 
respectivo valor climatológico. 
Como resultado deste procedimento, obteve-se as ATSM do Niño 3.4 e do GradATL no período 
de 1984-2008 (Figura 2). Esses valores de ATSM serão utilizados a seguir para classificar os anos nos 
diversos padrões oceânicos. 
Figura 2: Série temporal da TSM nas áreas do Niño 3.4 (azul) e GradATL (vermelho). Os valores 
médios de anomalias de novembro a fevereiro são plotados para o Niño3.4 e os valores de março 
a maio representam o GradATL. As linhas tracejadas indicam os limiares para classificação das 
ATSM em El Niño e La Niña no Pacífico e GradATL_N e GradATL_S no Atlântico. 
Para selecionar os eventos ENSO e GradATL utilizou-se os critérios definidos por De Souza et 
al., (2005). Segundo os autores, episódios de El Niño (La Niña) são identificados por ATSM ≥ 0,5°C 
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
T
e
m
p
e
ra
tu
ra
 (
°C
)
ANOS
NIÑO 3.4 GradATL
21 
 
 
(≤-0,5°C) no período de novembro a fevereiro (NDJF) na região do Niño 3.4 no Pacífico, enquanto as 
manifestações do GradATL_N (GradATL_S) são identificadas por ATSM ≥ 0,2°C (≤ -0,2°) no período 
de março a maio (MAM) no Atlântico. Para os anos neutros considerou-se os valores de ATSM 
compreendidos entre o intervalo > -0,5° e < 0,5°C no Niño3.4 e > -0,2 e < 0,2°C no GradATL. 
Definido os limiares de ATSM para classificação dos eventos conforme proposto por De Souza 
et al., (2005), os seguintes padrões oceânicos foram selecionados para analisar as influências das 
condições oceânicas nos SC sobre o NNEB: 
i) Desfavorável (DESF), i.e., quando ocorre a manifestação simultânea de El Niño no 
Pacífico e GradATL apontando para o norte; 
ii) Favorável (FAV), i.e., manifestação simultânea de La Niña no Pacífico e GradATL 
apontando para o sul; 
iii) Neutro (NEU), i.e., ausência de El Niño e La Niña, assim como de GradATL Norte e 
Sul; 
iv) El Niño e GradATL_S (El Niño/Grad_S), i.e., manifestação de El Niño no Pacífico e 
GradATL apontando para o sul; 
v) La Niña e GradATL_N (La Niña/Grad_N), i.e., manifestação de La Niña no Pacífico e 
GradATL apontando para o norte. 
A última etapa da metodologia consistiu em classificar quais anos de 1984 a 2008 se enquadrava 
em cada padrão oceânico descrito acima. A tabela 2 lista esses anos de acordo com as condições dos 
Oceanos Pacífico e Atlântico. 
Tabela 2: Anos selecionados em cada categoria de padrão oceânico de acordo com as 
manifestações do fenômeno El Niño-Oscilação Sul (ENOS) e do gradiente inter-hemisférico da 
superfície do mar do Atlântico (GradATL), considerando-se o período de 1984-2008. 
Composições 
 
Anos de ocorrências 
DESF 1987, 1992, 1998, 2005, 2007 
FAV 1984, 1985, 1989, 2000, 2001, 2008 
NEU 1990, 1993, 2002 
El Niño/Grad_S 1988, 2003 
La Niña/Grad_N 2006 
 
22 
 
 
 Após a classificação dos cenários nos diversos anos presentes na série de dados do ISCCP-
Tracking, a ocorrência e as características físicas e morfológicas dos sistemas convectivos foram 
avaliadas a partir de estatísticas simples. 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
O outono austral (MAM) é a estação mais afetada pelas variabilidades interanuais no NNEB e 
a que apresenta os maiores acumulados pluviais (Marengo et al., 2013; Hounsou-gbo et al., 2015). Neste 
sentido, esta sessão do trabalho apresenta uma avaliação dascaracterísticas físicas e morfológicas dos 
Sistemas Convectivos em MAM e suas relações com os padrões de ATSM sobre os oceanos tropicais. 
Contudo, antes de se avaliar as características físicas e morfológicas serão apresentadas a evolução 
temporal da ocorrência dos SC durante MAM e os anos associados a cada categoria de padrão oceânico 
(Figura 3). Observa-se que os anos de máxima ocorrência de SC foram 1985, 1988, 1989 e 2008 e os 
mínimos 1990, 1992, 1993, 1998 e 2004. Nos anos de 1984, 1986, 1994, 1995, 1996, 2000, 2006 e 2007 
a ocorrência de SC foi superior a média e inferior a um desvio padrão positivo [D.P(+)], enquanto em 
1987, 1991, 1997, 1999, 2001, 2002, 2003 e 2005 ficou abaixo da média e acima de um desvio padrão 
negativo [D.P(-)]. 
Alguns dos anos de máxima (mínima) ocorrência de SC coincide com o padrão oceânico FAV 
(DESF) às chuvas no NNEB, como é o caso por exemplo de 1985, 1989 e 2008 (1992 e 1998). No 
entanto, outros anos considerados FAV ou DESF não apresentaram o mesmo comportamento, como em 
1984, 2000, 2001 (FAV) e 1987, 2005, 2007(DESF). No cenário El Niño/Grad_S o ano de 1988 
apresentou o total de 2075 SC detectados, enquanto que em 2003 a ocorrência caiu para 1433. Uma 
possível explicação para este fato pode ser os maiores valores de ATSM no oceano Pacífico na região 
do Niño 3.4 (Figura 2) que pode ter provocado maiores alterações na circulação da célula de Walker, 
contribuindo para reduzir os movimentos ascendentes em 2003. No La Niña/Grad_N o total de SC 
detectado foi 1793. Já os anos neutros (1990, 1993, 2002) foram caracterizados pela baixa ocorrência 
de SC. Todos os anos nesse cenário apresentaram ocorrência abaixo da média, com a menor quantidade 
de SC em toda série temporal sendo observado no ano de 1990 (958), nos quais os padrões oceânicos 
do Pacífico e Atlântico encontravam-se próximos da normalidade (Figura 2). 
23 
 
 
Figura 3: Quantidade de Sistemas Convectivos (SC) detectados anualmente na estação do outono 
austral (MAM) no Norte do Nordeste do Brasil (NNEB). Os marcadores x (desfavorável), ○ (favorável), 
◊ (neutro), □ (El Niño/Grad_S) e ∆ (La Niña/Grad_N) representam os padrões oceânicos. 
 Calculando a porcentagem de SC em MAM em comparação ao total anual (Tabela 3), observa-
se que a porcentagem média no cenário FAV (48%) é superior a todos os demais padrões oceânicos, no 
entanto, as diferenças para os cenários de La Niña/Grad_N, El Niño/Grad_S e DESF são pequenas, na 
ordem dos 3%. Ou seja, em média aproximadamente 50% das ocorrências dos SC no NNEB ocorreram 
no outono austral, com exceção dos anos neutros, onde essa porcentagem de detecção cai para 39,6%. 
 Como em MAM o principal sistema meteorológico atuante no NNEB é a ZCIT (Hastenrath and 
Heller, 1977; Silva et al., 2006; Lucena et al., 2011; Marengo et al., 2013; Hounsou-gbo et al., 2015) é 
admissível relacionar essas porcentagens de SC em função da atividade convectiva da ZCIT mais ou 
menos ativa. Sendo assim, o resultado acima dar fortes indícios da importância ZCIT para a região, que 
mesmo em anos com padrões oceânicos na região tropical totalmente desfavoráveis a ocorrência de 
precipitação, elevadas porcentagens de SC são provavelmente observadas em decorrência da convecção 
ocasionada pelas instabilidades atmosféricas em função da sua posição. 
É importante destacar que durante MAM outros sistemas meteorológicos (VCAN, DOL, LI, etc) 
afetam a convecção e distribuição de precipitação no NNEB (Kousky, 1980; Kousky e Gan, 1981; 
500
1000
1500
2000
2500
3000
1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
D
e
te
c
ç
ã
o
 S
C
 (
M
A
M
) 
Anos
Total SC (MAM)
Média
D.P (+)
D.P (-)
24 
 
 
Torres e Ferreira, 2011), no entanto, esta identificação dos sistemas meteorológicos não foi o objetivo 
desta pesquisa. Por isso, não é possível afirmar que todos os SC observados em MAM são 
necessariamente em virtude da ZCIT. Isto justifica o motivo pela qual a discussão foi conduzida em 
função da ZCIT mais ou menos ativa e não com afirmações conclusivas sobre o sistema meteorológico 
em si. 
Tabela 3: Porcentagem e média da ocorrência dos sistemas convectivos para cada cenário de padrão oceânico com as 
respectivas magnitudes das anomalias de TSM na região do Niño3.4 e GradATL. Os valores nos parênteses 
correspondem à média das porcentagens. 
 
ANOMALIAS DE TSM 
(%) NDJF MAM 
 LA NIÑA¹/ GradATL_S¹/ 
 EL NIÑO² GradATL_N² DESF FAV NEU EL_NIÑO/GRAD_S LA_NIÑA/GRAD_N 
 (45,1) (48,0) (39,6) (46,0) (46,5) 
1984 -0,6¹ -0,6¹ − 51,8 − − − 
1985 -1,0¹ -0,6¹ − 40,6 − − − 
1986 − − − − − 
1987 1,2² 0,2² 46,3 − − − − 
1988 0,9² -0,2¹ − − − 47,6 − 
1989 -1,8¹ -0,9¹ − 46,5 − − − 
1990 − − 33,9 − − 
1991 − − − − − 
1992 1,6² 0,4² 45,9 − − − − 
1993 − − 40,0 − − 
1994 − − − − 
1995 − − − − − 
1996 − − − − − 
1997 − − − − − 
1998 2,3² 0,3² 36,1 − − − − 
1999 − − − − − 
2000 -1,6¹ -0,3¹ − 44,1 − − − 
2001 -0,6¹ -0,2¹ 42,9 − − − 
2002 − − 45,0 − − 
2003 1,3² -0,3¹ − − − 44,5 − 
2004 − − − − − 
2005 0,7² 0,9² 51,0 − − − 
2006 -0,7¹ 0,3² − − 46,5 
2007 0,9² 0,3² 46,1 − − − − 
2008 -1,3¹ -0,4¹ − 62,4 − − − 
𝑆𝐶̅̅̅̅ 1409 1954 1158 1754 1793 
 
25 
 
 
Ainda de acordo com a tabela 3 é possível perceber uma alta variabilidade na porcentagem de 
SC. Considerando os padrões oceânicos, o cenário DESF exibiu a maior porcentagem de SC no ano de 
2005 (51%) e a menor em 1998 (36,1%). Neste ano (1998) teve-se a atuação de um dos El Niños mais 
fortes já registrados (ATSM igual a 2,3°C) (Timmermann et al. 1999), de modo que a baixa porcentagem 
de SC provavelmente foi resposta as mudanças nos padrões de circulação da célula de Walker, haja visto 
que durantes eventos de El Niño um de seus ramos descendentes concentra-se sobre o NNEB, 
favorecendo os movimentos subsidentes (Chaves e Cavalcanti 2001, Veiga et al. 2013). No cenário 
FAV, a maior porcentagem de SC foi no ano de 2008 (62,4%) e a menor em 1985 (40,6%). No cenário 
neutro, observa-se as menores porcentagens de SC de toda a série temporal tanto no ano com maior 
porcentagem (2000, 45%) como no menor (1990, 33,9%). No cenário El Niño/Grad_S, as porcentagens 
de SC foram próximas, a maior porcentagem ocorreu em 1988 (47,6%) e a menor em 2003 (44,5%). 
Nestes anos o valor do GradATL foi similar, mas o valor da ATSM na região do Niño3.4 no ano de 
menor porcentagem de SC (2003) foi superior em 0,4°C (Tabela 3), apontando para uma possível 
influência maior do oceano Pacífico. Só um ano se enquadrou no cenário La Niña/Grad_N (2006), então 
a porcentagem de SC corresponde a média (46,5%). 
Transformando essa quantidade média de SC de porcentagens para números inteiros, observa-
se que a quantidade de SC nos anos neutros (1158) é 40,7% inferior em comparação aos anos FAV 
(1954). Nos demais cenários (La Niña/GradATL_N, El Niño/GradATL_S e DESF) a quantidade média 
de SC é 1793, 1754 e 1409, respectivamente. 
Para verificar se o padrão oceânico favorável (FAV) além de conter a maior quantidade média 
de SC, apresentava também as melhores condições para o desenvolvimento vertical e horizontal, 
computou-se a distribuição de frequência de 4 variáveis associadas as características físicas e 
morfológicas dos SC (Figura 4). 
Segundo Machado e Rossow (1993), quanto menor for a temperatura de brilho do sistema, maior 
é a possibilidade de desenvolvimento vertical. Sendo assim, com base na distribuição de frequência da 
temperatura média (Figura 4a) nota-se de um modo geral para temperaturas inferiores a 225 K são 
observadas maiores frequências de ocorrência nos cenários FAV, La Niña/Grad_N e El Niño/Grad_S 
em comparação aos cenários DESF e NEU (predominância de SC com temperaturas superiores a 235K). 
26 
 
 
Portanto, os SC foram mais profundos quando pelo menos um dos oceanos tropicais estavam favoráveis 
a ocorrência de chuva no NNEB. Ainda de acordo com a temperaturamédia (Figura 4a) tem-se que os 
SC mais frios foram registrados no cenário La Niña/Grad_N, enquanto no cenário neutro predominaram 
SC mais quentes. 
Na distribuição de frequência da temperatura mínima (Figura 4b), que é diretamente associada 
à maior elevação que o sistema pode atingir (Gonçalves 2013), o comportamento foi semelhante ao da 
temperatura média (Figura 4a), isto é, os SC mais frios (quentes) continuaram sendo observados nos 
cenários FAV, La Niña/Grad_N e El Niño/Grad_S (DESF e NEU). No entanto, percebe-se que os picos 
das distribuições ocorreram em temperatura menor (210 K) assim como o espaçamento entre as 
frequências de ocorrência tornaram-se levemente maiores. Novamente o cenário La Niña/Grad_N 
(NEU) foi o que apresentou os SC mais frios (quentes). Outro fato que merece destaque é que o pico da 
distribuição dos anos neutros foi superior (220 K) aos demais cenários (210K), reforçando que os SC 
observados foram mais rasos. 
Com o intuito de reforçar que os SC frios são um forte indicativo da intensidade da convecção 
associada, a variável fração convectiva, que indica a porcentagem da área de SC que é coberto por 
aglomerados convectivos (𝑇𝐼𝑅 < 220 K) foi utilizada. Analisando a fração convectiva (Figura 4c), 
observa-se que os SC ocorreram com maior frequência relativa, superior a aproximadamente 25%, nos 
cenários La Niña/Grad_N, FAV, El Niño/Grad_S, enquanto que nos cenários DESF e NEU 
predominaram SC com baixa fração convectiva (inferior a 10%). Este padrão reforça que a convecção 
profunda observada nos cenários DESF e NEU restringe-se apenas a uma pequena porcentagem da área 
dos SC, indicando uma menor intensidade quando comparado aos demais padrões observados. 
Com relação ao raio dos SC (Figura 4d), observa-se que para todos os cenários observados 
predominam ocorrências inferiores a 140 km. Para sistemas maiores do que este limiar predominam as 
ocorrências dos cenários FAV e El Niño/Grad_S. Portanto, pode-se afirmar que os SC nestes cenários, 
além de serem mais profundos (menores temperaturas médias e mínimas) também cobrem uma grande 
área na horizontal. Nos demais cenários, os SC não ocupam uma grande área na horizontal. Se faz 
importante comentar que o cenário La Niña/Grad_N apresentou grande ocorrência de SC com 
27 
 
 
temperaturas baixas, indicando maior intensidade, contudo, avaliando o raio destes sistemas observa-se 
que os mesmos não ocupam frequentemente grandes áreas. 
Figura 4: Distribuição de frequência da (a) Temperatura Média; (b) Temperatura Mínima; (c) Fração 
Convectiva e (d) Raio dos SC no Norte do Nordeste do Brasil durante MAM nos diferentes padrões oceânicos 
da região tropical. 
4. CONCLUSÕES 
Este estudo investigou a variabilidade dos SC no NNEB durante o outono austral considerando 
cinco padrões oceânicos na região tropical definidos como DESF (manifestação simultânea de El Niño 
no Pacífico e GradATL_N no Atlântico), FAV (manifestação simultânea de La Niña no Pacífico e 
GradATL_S no Atlântico), NEU (ausência de El Niño e La Niña, assim como de GradATL_N e 
GradATL_S), El Niño/Grad_S (manifestação de El Niño no Pacífico e GradATL_S no Atlântico) e La 
28 
 
 
Niña/Grad_N (manisfetação de La Niña no Pacífico e GradATL_N no Atlântico). Uma série de dados 
de 25 anos do satélite geoestacionário Meteosat, proveniente do ISCCP-Tracking, foi utilizada para 
realizar as análises da ocorrência de SC, bem como de suas características físicas e morfológicas. 
Os resultados demonstraram que, apesar da alta variabilidade na ocorrência de SC em todos os 
padrões oceânicos, quando pelo menos um dos oceanos tropicais estava favorável a ocorrência de chuva 
no NNEB houve uma maior detecção de SC. As maiores ocorrências de SC foram observadas no cenário 
favorável (1954) e as menores no cenário neutro (1158). Essa maior quantidade de sistemas convectivos 
deve estar relacionada às variações nas células de Walker e Hadley, que favoreceram movimentos 
convectivos mais concentrados sobre o NNEB nos anos favoráveis. A análise das diferenças entre os 
SC nos cenários La Niña/Grad_N e El Niño/Grad_S mostrou que o ENOS parece ser mais importante 
do que o GradATL, diferentemente da relação verificada para a precipitação (Kayano et al., 2013). No 
entanto, devido aos poucos anos enquadrados nesses cenários essa informação não pode ser considerada 
conclusiva, sendo necessários estudos posteriores com base de dados maiores. 
A partir da base de dados utilizada, ISCCP-Tracking, verificou-se que em média cerca de 50% 
da ocorrência de SC em praticamente todos os padrões oceânicos ocorreram no outono austral, com 
exceção dos anos neutros (39,6%). Uma alta variabilidade foi observada entre os padrões oceânicos em 
diferentes anos, com porcentagens de SC chegando a variar de 33,9%, a 62,4% nos cenários neutro e 
favorável, respectivamente. Por outro lado, reafirmou-se a importância da ZCIT para a região, que 
mesmo em anos totalmente desfavoráveis à ocorrência de chuvas, chega a ser responsável por cerca de 
51% de todos os SC verificados ao longo do ano. Outros sistemas meteorológicos e transientes também 
podem influenciar a ocorrência de SC no NNEB durante o outono austral, entre eles, destaca-se as 
Linhas de Instabilidade que atuam na costa norte do Brasil com maior frequência de abril a agosto 
(Cohen et al., 1995). Desta maneira, o papel dos sistemas transientes para a variabilidade sazonal da 
atividade convectiva no NNEB bem como a interação entre escalas dos sistemas meteorológicos 
precisam ser investigados em estudos futuros. 
Os SC além de apresentarem maior ocorrência nos cenários FAV, La Niña/Grad_N e El 
Niño/Grad_S mostraram-se também mais penetrativos do que os SC nos cenários DESF e NEU. De 
modo geral, predominaram nesses últimos cenários (DESF e NEU) nuvens menos penetrativas. Nos 
29 
 
 
demais cenários, apesar dos SC serem mais intensos em La Niña/Grad_N, eles não ocupam 
frequentemente grandes áreas, ou seja, são SC mais rasos do que os verificados nos cenários FAV e El 
Niño/Grad_S. 
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