Sistemas_Frontais_Assocados

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA 
CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICA 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
 PROGRAMA DE GRADUAÇÃO EM METEOROLOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PITER RAFAEL SCHEUER 
 
 
 
 
 
 
SISTEMAS FRONTAIS ASSOCIADOS A EPISÓDIOS DE ZONA 
DE CONVERGÊNCIA DO ATLÂNTICO SUL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Florianópolis 
2017 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PITER RAFAEL SCHEUER 
 
 
 
 
 
 
 
 
SISTEMAS FRONTAIS ASSOCIADOS A EPISÓDIOS DE ZONA 
DE CONVERGÊNCIA DO ATLÂNTICO SUL 
 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso 
submetido ao Curso de Graduação em 
Meteorologia da Universidade Federal de 
Santa Catarina para a obtenção do Grau de 
Bacharel em Meteorologia. 
Orientador: Prof. Dr. Mário Francisco Leal 
de Quadro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Florianópolis 
2017 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ficha de identificação da obra elaborada pelo autor através do 
Programa de Geração Automática da Biblioteca Universitária da UFSC. 
 
 
 
 Scheuer, Piter Rafael 
 SISTEMAS FRONTAIS ASSOCIADOS A EPISÓDIOS 
DE ZCAS / Piter Rafael Scheuer; orientador Mário 
Francisco Leal de Quadro – Florianópolis, SC, 
2017. 90 p. 
 
 Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) 
– Universidade Federal de Santa Catarina, Centro 
de Ciências Físicas e Matemáticas. Graduação em 
Meteorologia. 
 
Inclui referências 
 
 1. Meteorologia Sinótica. 2.Sistemas 
Frontais. 3. ZCAS. I. Mário Francisco Leal de 
Quadro. II. Universidade Federal de Santa 
Catarina. Graduação em Meteorologia. III. 
Título. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PITER RAFAEL SCHEUER 
 
 
SISTEMAS FRONTAIS ASSOCIADOS A EPISÓDIOS DE ZONA 
DE CONVERGÊNCIA DO ATLÂNTICO SUL 
 
 
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado para 
obtenção do Título de Bacharel em Meteorologia e aprovado em sua 
forma final pelo Programa de Graduação em Meteorologia do 
Departamento de Física e Meteorologia da Universidade Federal de 
Santa Catarina. 
 
Florianópolis, 9 de Junho de 2017. 
 
________________________________ 
Prof. Dr. Renato Ramos da Silva 
Coordenador do Curso de Meteorologia 
 
 
Banca Examinadora: 
 
____________________________________________________ 
Prof. Dr. Mário Francisco Leal de Quadro 
Orientador 
Instituto Federal de Santa Catarina - IFSC 
 
____________________________________________________ 
Prof. Dr. Renato Ramos da Silva 
Membro 
Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC 
 
____________________________________________________ 
Prof. Dr. Rosandro Boligon Minuzzi 
Membro 
Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC 
 
____________________________________________________ 
Prof. Dr. Wendell Rondinelli Gomes Farias 
Membro (suplente) 
Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Primeiramente agradeço a Deus, por me dar 
inspiração, saúde e energia para concluir este 
trabalho e realizar o meu sonho de se tornar 
um meteorologista. 
Agradeço a minha mãe e meus irmãos por 
sempre me incentivarem a correr atrás do meu 
sonho e lutar a cada dia. 
 
Em especial a minha esposa Rose que 
esta sempre ao meu lado 
incondicionalmente sempre me apoiando 
e trazendo muita alegria. 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Ao meu amigo e Prof. Dr. Mário Francicsco Leal de Quadro pela 
orientação, confiança, respeito, e pelos ensinamentos transmitidos. 
 
Ao Prof. Dr. Renato Ramos da Silva pelo aprendizado durante todos 
estes anos, e pela sua dedicação ao curso e comprometimento com 
os alunos. 
 
Ao Prof. Dr. Rosandro Boligon Minuzzi pela valiosa ajuda e por me 
passar sua experiência na área de agrometeorologia. 
 
Ao Prof. Dr. Wendell Rondinelli Gomes Farias pela suas aulas de 
sinótica e suas orientações e conselhos a serem seguidos ao longo 
do curso. 
 
A Profa. Dra. Marina Hirota Magalhães por todas as suas aulas e 
opiniões durante todos estes anos na universidade. 
 
Ao Prof. Dr. Reinaldo Haas por transmitir-me sua paixão pela 
meteorologia, assim como seus ensinamentos. 
 
Ao meteorologista. Dr. Gustavo Escobar (CPTEC/INPE) pela sua 
co-orientação no TCC e conhecimento repassado ao longo da 
graduação. 
 
A minha mulher Rose pelo total apoio carinho e companheirismo 
durante todos estes anos de caminhada. 
 
Agradeço a todos os meus familiares, meus irmãos Charles e 
Caroline, e minha mãe Nelci, por confiarem em mim e estarem do 
meu lado em todos os momentos da vida. 
 
Aos meus amigos André, Vitor, Daniel e Hugo pela amizade, 
confiança e apoio durante todos estes anos na universidade. 
 
Aos Meteorologistas e Técnicos do CIRAM pelo aprendizado 
durante o período de Estagio, em especial a Gilsânia, Erikson, 
Clovis, Marcelo, Laura, Fabrício, Anderson e Maicon por todo 
apoio e carinho. 
 
 
 
Aos amigos de trabalho Rocha, Fred, Mauricio, Murilo, Paulo e 
pela preciosa convivência e apoio durante este período. 
 
Agradeço em especial ao meu pai João Paulo, que descansa em paz, 
ao lado de Deus. Você partiu, mas deixou um exemplo de vida, de 
determinação e coragem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
Este estudo teve como objetivo avaliar as características sinóticas e 
respectivas conseqüências da interação de sistemas frontais associados a 
um episódio de Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). Neste 
sentido, foi realizado uma investigação das condições meteorológicas 
predominantes. Foram analisados os campos meteorológicos 
disponibilizados pela reanálise ERA-Interim do ECMWF, dados do 
modelo GPCP para precipitação acumulada, cartas sinóticas de 
superfície do CPTEC, imagens de satélite GOES-12 e dados de 
Climanálise obtidas do CPTEC. Constatou-se que durante a interação 
entre os sistemas frontais e a ZCAS, o sistema como um todo, se 
manteve organizado e configurado ao longo de sua banda. Durante as 
duas interações os volumes de chuva aumentaram gradualmente. 
Portanto, constatou-se que a interação de sistemas frontais com a ZCAS 
forneceu suporte e intensificação para que o sistema continue ativo por 
mais tempo na região. 
 
 
Palavras Chave: Meteorologia Sinótica. Sistemas Frontais. ZCAS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ABSTRACT 
 
This study aimed to evaluate the synoptic characteristics and respective 
consequences of the interaction of frontal systems associated with an 
episode of the South Atlantic Convergence Zone (SACZ). In this sense, 
an investigation of the predominant meteorological conditions was carried 
out. We analyzed the meteorological fields provided by ECMWF ERA-
Interim reanalysis, GPCP model data for cumulative precipitation, 
CPTEC surface synoptic charts, GOES-12 satellite images and 
Climanalysis data obtained from CPTEC. It was found that during the 
interaction between the frontal systems and the SACZ, the system as a 
whole remained organized and configured throughout its band. During the 
two interactions the rain volumes gradually increased. Therefore, it was 
found that the interaction of frontal systems with the SACZ provided 
support and intensification for the system to remain active for longer in 
the region. 
 
 
Keywords: Synoptic Meteorology. Frontal Systems. ZCAS. 
15 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1- Representação esquemática dos sistemas atmosféricos na baixa 
e alta troposfera atuantes na América do Sul...........................................28Figura 2- Imagem de satélite do GOES 12 - (a, c, e) e carta sinótica de 
superfície (b, d, f) para as 12Z dos dias 13 a 15 de janeiro de 
2007................................................................................................................39 
 
Figura 3- Imagem do satélite do GOES 12 - (a, c, e) e carta sinótica de 
superfície (b, d, f) para as 00Z, 12Z e 00Z dos dias 16 a 17 de janeiro de 
2007................................................................................................................40 
 
Figura 4- Análise de temperatura do ar a 2 m (ºC), de 12Z de 13/01 (a), 12Z 
de 14/01 (b), 18Z de 15/01 (c), 00Z de 16/01 (d), 12Z de 16/01 (e) e 00Z de 
17/01 (f) do ano de 2017................................................................................43 
 
Figura 5- Análise de espessura da camada (m) entre 1000 e 500 hPa, PNMM 
(hPa) e vento a 10m (m/s),de 12Z de 13/01 (a), 12Z de 14/01 (b), 18Z de 
15/01 (c), 00Z de 16/01 (d), 12Z de 16/01 (e) e 00Z de 17/01 (f) do ano de 
2017................................................................................................................44 
 
Figura 6- Análise de divergência de umidade (*1e⁸ s⁻¹), PNMM (hPa) e 
vento em 850 hPa (m/s),de 12Z de 13/01 (a), 12Z de 14/01 (b), 18Z de 15/01 
(c), 00Z de 16/01 (d), 12Z de 16/01 (e) e 00Z de 17/01 (f) do ano de 
2017............................................................................................................... 47 
 
Figura 7- Análise velocidade vertical (Pa/s) e altura geopotencial (m) em 500 
hPa, de 12Z de 13/01 (a), 12Z de 14/01 (b), 18Z de 15/01 (c), 00Z de 16/01 
(d), 12Z de 16/01 (e) e 00Z de 17/01 (f) do ano de 2017...............................48 
 
Figura 8- Análise de magnitude do vento em 200 hPa, de 12Z de 13/01 (a), 
12Z de 14/01 (b), 18Z de 15/01 (c), 00Z de 16/01 (d), 12Z de 16/01 (e) e 00Z 
de 17/01 (f) do ano de 2017...........................................................................51 
 
Figura 9- Análise de Theta-e (K) em 500 hPa, de 12Z de 13/01 (a), 12Z de 
14/01 (b), 18Z de 15/01 (c), 00Z de 16/01 (d), 12Z de 16/01 (e) e 00Z de 
17/01 (f) do ano de 2017............................................................................... 52 
 
Figura 10- Precipitação acumulada (mm), da reanálise GPCP de 12Z de 
13/01 até 00 Z de 15/01 (a), 16/01 (b) do ano de 2017..................................54 
 
 
 
Figura 11- Precipitação acumulado diária (mm), da reanálise GPCP, de 12Z 
de 15/01 (c), 12Z de 16/01 (d) do ano de 2007..............................................54 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
 
ASAS - Alta Subtropical do Atlântico Sul 
ASPS - Anticiclone Subtropical do Pacífico Sul, 
AS - América do Sul 
AB - Alta da Bolívia 
ABBN - Alta da Bolívia e a Baixa do Nordeste 
ANE - Ventos Alísios de Nordeste 
ASE - Ventos Alísios de Sudeste 
B - Baixa Pressão, 
BC - Baixa do Chaco 
BL - Região de Bloqueios Atmosféricos 
BNE - Região de Baixas Térmicas no Noroeste Argentino 
CNE - Cavado do Nordeste do Brasil 
CPTEC - Centro de Previsão de Tempo e Clima 
CCMs - Complexos Convectivos de Mesoescala 
ECMWF - European Centre for Medium-Range Weather 
FF - Frente Fria 
FQ - Frente Quente 
GOES - Geostationary Operational Environmental Satellites 
GPCP - Global Precipitation Climatology Project 
GrADS - Grid Analysis and Display System 
HS - Hemisfério Sul 
hPa - Hecto Pascal 
IAG - Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências 
JST - Jato Subtropical 
JBN - Jato de Baixos Níveis 
JP - Jato Polar 
LI - Linha de Instabilidade Tropical 
LIP - Linha de Instabilidade Pré-Frontal 
NV - Nuvem Vírgula 
NZCAS - Não Zona de Convergência do Atlântico Sul 
NCEP - National Center for Environmental Prediction 
NCAR - National Center for Atmospheric Research 
NOAA - National Oceanic and Atmospheric Administration 
 
NEB - Nordeste Brasileiro 
PNM - Pressão ao Nível Médio do Mar 
RC - Regiões Ciclogenéticas 
UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina 
USP - Atmosféricas da Universidade de São Paulo 
VCAN - Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis 
ZCIT - Zona de Convergência Intertropical 
ZCAS - Zona de Convergência do Atlântico Sul 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO...............................................................................20 
 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.......................................................21 
 
2.1 Principais Sistemas Meteorológicos Responsáveis pela Ocorrência 
de Chuva no Sudeste e Centro-Oeste do Brasil.................................22 
2.1.1 Sistemas Frontais........................................................................23 
2.1.2 Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS).......................26 
2.2 Associação de ZCAS com Sistemas Frontais................................30 
2.3 Efeitos Locais.................................................................................31 
3 DADOS E METODOLOGIA.........................................................31 
 
3.1 Métodos Utilizados....................................................................32 
3.1.1 Análise de Sistemas Frontais.....................................................33 
3.1.2 Análise de ZCAS.......................................................................33 
3.1.3 Cartas Sinóticas de Superfície....................................................34 
3.1.4 Equações Dinâmicas Governantes.........................................34 
 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO....................................................37 
 
4.1 Análise de Imagens de Satélite e Cartas Sinóticas..........................37 
4.2 Análise dos Campos Atmosféricos.................................................41 
4.3 Precipitação Durante o Evento de ZCAS........................................53 
 
5 DISCUSSÃO FINAL.......................................................................55 
 
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................60 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
 
A transição de sistemas frontais sobre a região Sul e Sudeste do 
Brasil é relativamente freqüente durante todo o ano, onde durante os 
meses de verão esses sistemas avançam para latitudes mais baixas, e 
interagem com o ar quente e úmido tropical, provocando convecção 
profunda e organizada. Este processo pode produzir chuvas torrenciais 
sobre o continente, granizo e ventos fortes, causando grandes prejuízos 
materiais e humanos. Associados aos distúrbios de grande-escala, os 
sistemas frontais deslocam-se acompanhados de ciclones e anticiclones 
migratórios, alterando os campos de pressão atmosférica, de vento, e de 
outras variáveis atmosféricas, ao longo da sua trajetória (Wallace & 
Hobbs, 1977). Durante os meses de verão do Hemisfério Sul (HS) os 
índices pluviométricos tendem a aumentar gradativamente sobre as 
regiões Centro-Oeste e Sudeste do Brasil, devido à formação da Zona de 
Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), caracterizada por uma banda de 
nebulosidade com orientação noroeste-sudeste, que se estende desde o 
Centro Sul da Amazônia, regiões Centro-Oeste e Sudeste, Centro Sul da 
Bahia, Norte do Estado do Paraná em direção ao Oceano Atlântico 
subtropical (Kodama et al., 1992). Em alguns casos a ZCAS pode atingir 
o Sul do Brasil, provocando grandes transtornos. Desta forma a hipótese 
principal deste trabalho é que em alguns casos os sistemas frontais que 
avançam em direção a região Sudeste do Brasil podem se associar a 
ZCAS, intensificando-a, o que pode resultar em tempestades. Outra 
hipótese é que em alguns casos a formação da ZCAS, pode-se dar a partir 
do estacionamento dos sistemas frontais. 
 
 
Essa pesquisa é justificada,pelo fato de que é necessário um 
estudo de associação de Sistemas Frontais com a ZCAS visando 
compreender melhor a dinâmica dos sistemas convectivos que se formam 
em episódios de ZCAS. Esses sistemas ocasionam chuvas constantes e 
extremas, provocando grandes transtornos para a atividade econômica e 
social da região. Apesar da atuação da ZCAS ser de interesse direto à 
população, ainda não é possível prevê-la em todas as suas escalas 
espaciais e temporais. Até o presente momento, poucos estudos 
mostraram a influência dos sistemas frontais em episódios de ZCAS e a 
ocorrência de chuvas entre Sudeste e Centro-Oeste do Brasil. A ZCAS é 
um fenômeno meteorológico que possui características regionais ainda 
pouco exploradas (Quadro, 2012). As principais características deste 
sistema meteorológico geralmente estão associadas a episódios 
21 
atmosféricos e oceânicos de maior escala sendo responsável pelo 
processo de intensificação da chuva em determinadas regiões nos 
períodos em que a ZCAS está presente. Outro fator que é de extrema 
importância para esta justificativa, é o fato de que ha uma grande 
limitação na previsibilidade da ZCAS através de simulações numéricas, 
assim como modelos numéricos regionais e globais. Entretanto uma das 
dificuldades em simular as condições atmosféricas no verão é a 
deficiência de observações meteorológicas assim como, os processos 
termodinâmicos e convectivos, dos quais são responsáveis pela variação 
abrupta da atmosfera acarretando em erros nas respectivas previsões 
numéricas. 
 
 
O objetivo geral deste trabalho é de compreender a relação da interação 
da ZCAS com sistemas frontais, durante os meses de verão no HS. 
Especificamente pretende-se: 
 
• Analisar estudos de casos de sistemas frontais que ao interagir 
com a ZCAS provocaram prejuízos sócios econômicos na 
região de estudo. 
• Avaliar as características sinóticas que determinam a transição 
de um sistema frontal em um evento de ZCAS, isto é, análise 
da estrutura horizontal e vertical de determinados campos 
meteorológicos. 
• Analisar um caso relacionado aos sistemas frontais que podem 
se associar com ZCAS. 
A primeira seção apresenta a análise sinótica dos dias 13/01/2007 até 
16/01/2007 incluindo o dia posterior (17/01) caracterizando a dissipação 
da ZCAS. A segunda seção apresenta a análise dos campos 
meteorológicos disponibilizados pela reanálise ERA-Interim do ECMWF. 
A terceira seção mostra a precipitação associada à ZCAS. 
 
 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
Os meses de verão as regiões, Sudeste e Centro-Oeste, são 
caracterizadas pela ocorrência de precipitação intensa e persistente, que 
se forma devido à atuação da ZCAS, que é defenida por uma banda de 
nebulosidade semiestacionária com orientação noroeste-sudeste, que se 
estende desde o Sul e Leste da Amazônia até o Sudoeste do Oceano 
Atlântico Sul. Este sistema muitas vezes provoca convecção profunda e 
 
organiza tempestades associadas a chuvas fortes, inundações, 
deslizamentos de encostas, causando grandes prejuízos materiais e 
humanos. Acredita-se que a ZCAS seja a resposta para a associação de 
vários sistemas atmosféricos que compões a circulação de verão sobre 
América do Sul (Quadro, 1994). O regime de chuva no Sudeste e Centro-
Oeste é modulado por sistemas de varias escalas espaciais temporais. 
Com relação aos sistemas de escala sinótica que contribuem no regime de 
chuvas no Sudeste e Centro-Oeste, destacam-se a ZCAS e sistemas 
frontais. Durante a década de 1980 e inicio dos anos de 1990, as 
pesquisas já mostravam que a ZCAS era caracterizada pela influência da 
interação de sistemas frontais com vórtices ciclônicos de altos níveis 
(VCANs) (Nobre et al.,1988), que se encontra relacionada as explosões 
convectivas sobre a região do Brasil Central e Sul da Amazônia, o que 
contribui para Zona de Convergência em baixos níveis (Figueroa e 
Nobre, 1990). Herdies et al., (2002), analisam o fluxo de umidade na 
região tropical e subtropical, que por sua vez esta associado ao padrão 
bimodal de ZCAS-NZCAS (Não ZCAS), onde concluiu que este 
transporte ocorre através de dois sistemas meteorológicos; um aliado à 
presença da ZCAS e outro associado ao (JBN) Jato de Baixos Níveis. 
 
2.1 Principais Sistemas Meteorológicos Responsáveis pela 
Ocorrência de Chuva no Sudeste e Centro-Oeste do Brasil. 
Os sistemas meteorológicos de escala sinótica que mais 
contribuem no regime de chuvas nas Regiões Sudeste e Centro-Oeste 
destaca-se a ZCAS e sistemas frontais onde será abordado de maneira 
mais detalhada nos próximos tópicos. Além destes dois sistemas, 
destacam-se os sistemas de brisas onde é mostrado em trabalhos pioneiros 
sobre a brisa marítima na Região de São Paulo Oliveira e Silva Dias 
(1982), utilizando dados da estação climatológica do IAG-USP (Instituto 
de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de 
São Paulo), que caracterizara a variação diurna e sazonal dos ventos. O 
fenômeno de circulação da brisa é um sistema meteorológico de meso-
escala (Rotunno et al., 1992) e a brisa terrestre ainda é menos 
compreendida do que a brisa marítima. De acordo com (RAMIREZ et al., 
1997), os Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis (VCAN) são sistemas 
meteorológicos que assumem um papel importante no regime de chuva 
das regiões dos trópicos e extratrópicos, além de contribuírem nas trocas 
de energia entre ambas as regiões. Segundo Lourenço, (1996), a região 
Sudeste, Sul e Nordeste do Brasil, são as regiões mais afetadas pelos 
VCANs. 
23 
 
2.1.1 Sistemas Frontais 
A transição de sistemas frontais sobre a região Sul e Sudeste do 
Brasil é de extrema importância pelo fato de ser um dos sistemas 
meteorológicos mais freqüentes nessa região, sendo responsável por 
grandes alterações nos elementos que modulam o clima. Os sistemas 
frontais, ou conjunto de frentes, são definidos como uma zona de 
transição entre duas massas de ar com propriedades termodinâmicas 
distintas assim como, diferentes densidades, temperaturas, pressões e 
umidades, que tendem a se manter individualizadas, conservando suas 
particularidades (Vianello et al, 1991). Segundo Kousky (1979), as 
frentes frias afetam a climatologia da América do Sul durante o ano todo. 
As frentes frias podem ser identificadas através de imagens de satélite 
assim como modelos atmosféricos operacionais, levando em conta o giro 
do vento para direção sul, persistência do vento de sul por pelo menos um 
dia, e uma queda de temperatura do ar simultânea ao giro do vento ou até 
dois dias depois (Rodrigues et al., 2004). Durante a passagem de uma 
frente fria, a um aumento de pressão, uma brusca queda na temperatura, 
aumento na força do vento, variação na sua direção. Além da frente fria, 
um sistema frontal possui a frente quente e a frente oclusa. Define-se uma 
frente quente, quando o ar quente está avançando e substituindo o ar frio. 
Já a frente oclusa é quando uma frente fria ultrapassa a frente quente, e 
com o aumento da região de oclusão o sistema frontal atinge seu estado 
terminal. Um dos sistemas sinóticos mais importantes sobre a América do 
Sul é o sistema frontal (ANDRADE et al., 2005). 
Em 1928, Bergeron propôs uma teoria relacionada à formação e 
dissipação de frentes que explica o aspecto cinematicamente através de 
massas de ar de grande escala, onde teve a conclusão que as frentes se 
formam devido à dinâmica do movimento confluente entre massas de ar 
com propriedades distintas. Entretanto Pettesen et al., (1956), foram os 
pesquisadores que introduziram os termo de frontólise para o processo 
de dissipação de uma frente, e frontogênese para o processo de formação 
e intensificação de uma frente. Segundo Orlanski et al., (1985) 
concluíram que o campo de deformação horizontal é a principal fonte 
frontogenético em baixos níveis (850hPa). Frentes frias em altitude são 
consideradas como zonas de fortes gradientesde vorticidade potencial 
isentrópica de Ertel (P) (Bluestein et al.,1993) e frontogênese é a reação 
da escala lateral de gradiente de (P) próximo da tropopausa (Davies e 
Rossa, 1998). Kousky (1979) mostrou a grande importância da 
frontogênese na Região Sudeste, ao manter a frente ativa em seu lento 
deslocamento para norte e nordeste. Segundo Mattos et al., (2003), uma 
 
frontogênese ocorre na dianteira e frontólise na retaguarda de uma frente 
em deslocamento. Frontogênese devido aos efeitos de deformação 
horizontal e processos relacionados à convergência na baixa troposfera 
são um fenômeno físico que produz ou intensifica a conduta das 
isotermas ao longo do eixo de dilatação entre dois anticiclones 
subtropicais e anticiclone extratropical migratório (MATTOS et al., 
1988). Segundo este mesmo autor, durante os meses de inverno, quando o 
comportamento das isotermas resulta de um transporte de ar frio, a queda 
acentuada na temperatura produzida por essa incursão de ar frio é 
chamada de friagem. De acordo com Satyamurty e Mattos, (1989) a 
climatologia da frontogênese para o mês de julho nos níveis baixos da 
atmosfera (850 hPa), mostra que o Centro-Leste da América do Sul é uma 
região favorável no processo de formação e intensificação de frente. 
Comumente, os sistemas frontais se propagam até 20ºS, onde se inicia o 
processo de dissipação, denominado frontólise (Oliveira; 1986; 
Cavalcanti e Kousky; 1996). Um estudo climatológico dos campos de 
deformação de frontogênese em baixos níveis, na banda de latitude entre 
45ºN e 45ºS foi pesquisado por Satyamurty e Mattos (1989). 
Entretanto, vários autores têm mostrado interesse no estudo dos 
sistemas frontais no Brasil, dentre eles (RODRIGUES; FRANCO; 
SUGAHARA, 2004), que elaboraram uma climatologia de frentes frias 
no litoral de Santa Catarina. Com respeito aos estudos de Lemos e 
Calbete (1996), mostraram que os sistemas frontais atuam durante todo o 
ano no Brasil, com freqüências maiores nas latitudes mais altas durante o 
período de inverno. Já o estudo de Andrade e Cavalcanti (2003) mostra 
que a menor freqüência ocorre no verão. Segundo FERREIRA et al., 
(2009) as frentes frias ocorrem em maior número assim como durante 
todo o ano entre 25ºS e 30ºS e são mais freqüentes durante os meses de 
maio e outubro, esporadicamente em 20ºS durante os meses de dezembro 
a fevereiro. Segundo o mesmo autor, frentes frias na região Sudeste que 
induzem a convecção tropical e subtropical que alimentam a ZCAS, estas 
nem sempre satisfazem os critérios para a identificação que leva em conta 
a queda de temperatura, aumento da pressão e mudança na direção do 
vento. Segundo Andrade (2005), entre as latitudes de 35ºS e 40ºS alguns 
sistemas frontais ganham trajetória mais meridional e atingem as baixas 
latitudes, enquanto outras seguem zonalmente. De acordo com Kousky 
(1979) há uma maior freqüência de sistemas frontais no Sul da Bahia 
entre os meses de dezembro e março para o período de 1961 a 1970. O 
menor número de sistemas frontais que atingem a região tropical durante 
os meses de verão pode ser devido à ocorrência da ZCAS que, persistente 
sobre as Regiões Sudeste e Centro-Oeste, fazendo com que as frentes 
frias se desloquem apenas até essas áreas (Andrade et al,. 2005). No 
entanto esses autores observaram alguns padrões e características das 
25 
variáveis atmosféricas relevantes no deslocamento dos sistemas frontais, 
assim como a intensidade no campo de pressão, intensidade e posição do 
cavado de níveis de 500hPa associado ao sistema, pressão ao nível médio 
do mar (PNM), e advecção de vorticidade na média troposfera. 
Observações recentes mostram que o fluxo que transporta o ar quente e 
úmido da floresta Amazônica em 850hPa (JBN) fornece umidade e calor 
sensível para a região da dianteira de uma frente na região subtropical e 
atua como uma esteira transportadora quente (GARREAUD et al., 2000). 
De acordo com Mattos (2003), uma característica importante em uma 
frente fria sobre as Regiões Sul e Sudeste do Brasil, que é muito 
observada durante os meses de outono e inverno, é um cavado com uma 
orientação zonal na retaguarda da frente fria principal, atingindo o litoral 
da Região Sul e as Serras Gaúchas e Catarinenses. Segundo Andrade 
(2005), as ondas baroclinicas ao atravessar a cordilheira dos Andes se 
modificam e interagem com a circulação atmosférica da AS. Com isso os 
sistemas frontais que se deslocam de oeste para leste sobre o oceano 
Pacífico, ganham uma nova componente na direção das baixas latitudes, 
tendo um deslocamento de sudoeste para nordeste ao longo do continente 
Sul Americano, chegando atingir os trópicos. 
Na região do litoral do Sudeste do Brasil, Oliveira (1986) e Justi 
da Silva e Silva Dias (2000) identificaram um número relativamente 
maior de episódios de sistemas frontais no inverno se comparado ao verão 
próximo de 45ºS (litoral da Argentina) para 35ºS (próximo ao Uruguai). 
Essas regiões possuem baroclinia onde são altamente ciclogenética (Gan 
e Rao, 1991, Sinclair, 1995; Reboita et al., 2005). Durante os meses de 
verão, um sistema frontal, ao interagir com a o ar quente e úmido 
advectado da Amazônia em presença da Alta da Bolívia e da Baixa do 
Nordeste (ABBN), torna-se quase-estacionário, contribuindo 
significativamente para o regime de precipitação no sudeste (Oliveira, 
1986). Segundo Fortune e Kousky (1983) mostraram que alguns sistemas 
frontais considerados mais intensos (em torno de 25º) podem afetar até a 
Região Norte do país com queda de temperatura e atividade convectiva. 
Entretanto, SATYAMURTI at al., (1998) mostram que durante o verão 
em episódios de ZCAS, as frentes frias, tendem atuar por mais tempo na 
Região Sudeste, contribuindo no processo de intensificação da ZCAS. 
Normalmente os sistemas frontais que transitam a Região Sudeste do 
Brasil, possuem uma trajetória de sudoeste para nordeste onde em 
superfície há uma variação da velocidade e direção do vento dos 
quadrantes sul e norte, antes e após a transição do sistema, assim como 
variações na temperatura, umidade e pressão atmosférica. Dependendo da 
intensidade do sistema, em alguns casos uma frente fria, pode se propagar 
até latitudes baixas, atingindo as proximidades da Amazônia, provocando 
o fenômeno conhecido como friagem descrita em (MARENGO et 
 
al.,1997) descrito anteriormente também por Mattos (2003). As frentes 
frias normalmente ultrapassam a latitude de 35ºS e adquirem trajetória em 
direção as regiões de latitude mais baixa, enquanto, as que cruzam a costa 
leste da América do Sul ao sul de 40ºS deslocam-se preferencialmente 
para leste (Oliveira, 1986). Outro fator importante é a estacionariedade 
das frentes frias, que contribui expressivamente na formação da ZCAS. 
Uma frente estacionária ocorre quando o relevo ou um determinado 
padrão de tempo, como por exemplo, um bloqueio atmosférico impede o 
avanço de uma frente quente ou fria, tornando-a estacionária. Para 
Ferreira (2006) isso normalmente ocorre quando os ventos de níveis 
superiores da atmosfera sopram paralelamente à frente; fazendo-a perder 
força e mover-se lentamente. 
 
2.1.2 Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) 
Durante os meses de verão, a atmosfera na América do Sul se 
comporta de maneira bastante peculiar. A ZCAS esta inserida em um 
padrão de circulação associada a os sistemas sinóticos característicos 
dessa época do ano assim como a Alta da Bolívia (AB), cavado (ou 
vórtice ciclônico) na costa nordeste do Brasil (Ferreira et al., 2004). 
Segundo Quadro (1994), as características mais marcantes observadas nos 
respectivos campos meteorológicos analisados em episódios de ZCAS 
por um período de pelo menos quatro dias são: a) convergência de 
umidade entre baixos e médios níveis (850 e 500 hPa); b) Fluxo em 500 
hPa apresentando um cavado na costa leste da América do Sul aliado a 
uma faixa de movimentovertical ascendente com orientação noroeste-
sudeste localizada em níveis médios da troposfera; c) na faixa de 
nebulosidade convectiva uma crista é detectada no nível de 500hPa 
associada ao campo de temperatura potencial equivalente (θe) onde 
ocorre um forte contraste ao sul da faixa de nebulosidade, que separa a 
massa de ar quente e úmida vinda dos trópicos e a massa de ar frio e seco 
vindo de regiões de latitudes médias e altas; d) em níveis altos da 
troposfera (200 hPa), é observado uma área de vorticidade relativa 
positiva (ζ). 
 Segundo Chaves e Satyamurty (2006), mostraram estudos sobre 
episódios de ZCAS, que durante os meses de verão no hemisfério sul 
(HS), observa-se em baixos níveis (850hPa) um escoamento de ar quente 
e úmido com características de jato vindo da região amazônica e se 
estendendo até o Atlântico Sul. Entretanto este fenômeno atmosférico é 
denominado de (JBN), e é um fluxo de ventos máximos nos primeiros 
quilômetros da troposfera, associados ao gradiente térmico entre o 
27 
continente e o oceano e as cadeias montanhosas, no caso da América do 
Sul (AS) a cordilheira dos Andes (SANTOS; 2006, p. 85). Associada ao 
transporte de umidade em baixos níveis, e conseqüentemente, a episódios 
de ZCAS, a Alta Subtropical do Atlântico Sul (ASAS), anticiclone semi-
permanente que se localiza na costa oriental da AS por volta de 30º S 
(BASTOS; FERREIRA, 2000), vem a ser de grande importância na 
circulação de verão no continente sul-americano. O sistema está 
relacionado com o posicionamento e manutenção da ZCAS e é 
responsável pela convergência de ar tropical com ar extratropical, como 
também é associado aos ventos alísios que, ao sofrerem um giro a leste da 
cordilheira dos Andes, são desviados para sul, transportando umidade 
para latitudes médias, e, por conseguinte, alimentando a ZCAS (Quadro, 
1994). 
Entretanto Chaves e Satyamurty (2006) mostraram que, em um caso 
excepcional de ZCAS, a ASAS mostrou-se nitidamente intensificada. Na 
região da borda oeste deste anticiclone, sobre o litoral do sudeste 
brasileiro até parte de Minas Gerais, verificou-se um cavado em 
superfície (1000hPa) e que, segundo Quadro (1994), está associado ao 
movimento ascendente do ar, estendendo-se até os níveis intermediários 
da troposfera (500 hPa), onde é orientado no mesmo sentido da ZCAS. 
Outra característica marcante da circulação de verão nos períodos da 
ZCAS, contribuindo para sua manifestação, é a presença de um cavado 
semi-estacionário a leste da cordilheira dos Andes em 500 hPa. Segundo 
Quadro (1994), este sistema, está associado à convecção tropical e atua 
como recipiente para sistemas de baixas pressões, como por exemplo, 
Complexos Convectivos de Mesoescala (CCMs) e sistemas frontais. 
Além disso, existem outros mecanismos que estão sendo sugeridos para 
explicar a ocorrência da ZCAS, assim como a interação oceano-atmosfera 
na zona de confluência entre a Corrente das Malvinas e a Corrente do 
Brasil (Nobre, 1988), e as interações não lineares entre as diversas escalas 
de fenômenos atmosféricos. 
Como proposto por Oliveira (1986) no seu estudo sobre 
interações dos Sistemas Frontais com a convecção da região Amazônica, 
a penetração de sistemas frontais oriundos do sul do continente tem 
importante papel de formação e intensificação da ZCAS. Eles se associam 
à convecção tropical da Amazônia e formam a banda que se estende 
desde o sul amazônico até o oceano Atlântico. Segundo o mesmo autor, 
os complexos convectivos de mesoescala, que se formam no norte da 
Argentina e Paraguai, são fundamentais por gerarem ciclogênese e 
frontogênese, acoplando-se à ZCAS e colaborando na sua intensificação e 
manutenção. Segundo Ferreira (2009), entre os sistemas frontais que 
atuam na AS, na média cinco frentes frias chegam ao Oeste da Amazônia 
 
a cada ano com aproximadamente três frentes alcançando o equador. De 
acordo com o mesmo autor, uma média de 35 a 15 sistemas frontais 
anualmente conseguem atingir as regiões Sudeste e Centro-Oeste, sendo 
responsáveis por parte da chuva desta área assim como a manutenção da 
ZCAS (Andrade et al,. 2005). Todos os sistemas mencionados 
anteriormente podem ser claramente observados na figura de (Reboita et. 
al., 2010, Fig. 1). 
 
Figura 1 - Representação esquemática dos sistemas atmosféricos na baixa e alta 
troposfera atuantes na América do Sul. Em relação à baixa troposfera tem-se: 
ANE ventos alísios de nordeste, ASE ventos alísios de sudeste, ASAS anticiclone 
subtropical do Atlântico Sul, ASPS anticiclone subtropical do Pacífico Sul, B 
baixa pressão, BC baixa do Chaco – região de baixas térmicas, BNE região de 
baixas térmicas no noroeste argentino, CCM complexo convectivo de 
mesoescala, FF frente fria, FQ frente quente, JBN jato de baixos níveis a leste dos 
Andes, LI linha de instabilidade tropical, LIP linha de instabilidade pré-frontal, 
NV nuvem vírgula, RC regiões ciclogenéticas, ZCAS zona de convergência do 
Atlântico Sul e ZCIT zona de convergência intertropical. Já em relação à alta 
troposfera tem-se: AB alta da Bolíva, BL região de bloqueios atmosféricos, CNE 
cavado do nordeste do Brasil, JS jato subtropical, JP jato polar, VCAN sub 
vórtices ciclônicos de altos níveis subtropicais, VCAN trop vórtices ciclônicos de 
altos níveis tropicais. É importante destacar que a AB e o CNE são sistemas que 
se configuram no verão e desaparecem no inverno. 
 
Fonte: Reboita et. al., 2010. 
 
 
29 
 
 
Segundo o estudo de Brambila, Ferreira e Campos Velho 
(2004), observando as linhas de corrente em 200 hPa é possível notar, na 
maioria dos casos analisados, uma crista sobre a região da ZCAS, 
possivelmente, associada à intensa convecção nos níveis inferiores. 
Segundo os mesmos autores, esse padrão de divergência em altos níveis 
pode estar estritamente ligado aos Vórtices Ciclônicos em Altos Níveis 
sobre o nordeste brasileiro (NEB), principalmente, pela intensa liberação 
de calor latente nos níveis superiores intensificando a circulação 
anticiclônica, e pela conservação de vorticidade que origina um centro 
de circulação ciclônica (RAMIRES, 1999 apud BRAMBILA; 
FERREIRA; CAMPOS VELHO, 2004, p.2). Nesta mesma pesquisa, 
analisando as imagens de satélites geoestacionários no canal infra-
vermelho, observaram poucas variações de nuvens nas regiões sob os 
VCANs e bastante nebulosidade nas regiões onde a ZCAS e a Alta da 
Bolívia estavam atuando. Desse modo, é possível verificar a vinculação 
desses sistemas com as variações no regime de precipitação no Brasil. 
Outro sistema que tem grande influência na posição, formação e 
manutenção da ZCAS é a Alta da Bolívia (AB). Ela surge devido ao 
grande aquecimento do altiplano boliviano aliado à intensa 
evapotranspiração e convecção na Floresta Amazônica. Isso gera 
movimentos ascendentes em níveis inferiores e um padrão de circulação 
anticiclônica nos altos níveis (Ferreira, 1998). No estudo de Brambila, 
Ferreira e Campos Velho (2004), nota-se que, nos eventos de ZCAS em 
que a AB está presente, a convecção sobre o continente aparece mais 
intensa, não somente na região Sudeste e sim em grande parte do 
território brasileiro. As variações deste anticiclone em altitude podem 
estar vinculadas às penetrações de sistemas frontais no continente Sul 
Americano (Gusmão, 1996). É importante salientar que a presença de 
um cavado a leste dos Andes potencializa a divergência em nos níveis 
mais profundos da troposfera (200 hPa), dando suporte faixa de 
nebulosidade associada a ZCAS (Jorgetti et al., 2008). Entretanto os 
estudos de Rocha e Gandu (1996) mostram que o padrão de escoamento 
de ar quente e úmido em baixos níveis em direção a altas latitudes, 
intensifica a convergência onde combinado com a presença de um Jato 
subtropical (JST) fluindo em latitudes médias, pode colaborar na 
frontogênese e gerar maior instabilidade e convecção. Segundo os 
mesmos,a convecção na Amazônia e no Brasil Central age 
intensificando o JST em altos níveis. 
 
 
 
 
 
 
 
2.2 Associação de ZCAS com Sistemas Frontais. 
Durante o verão, alguns sistemas frontais conseguem atingir a 
região Sudeste e Centro-Oeste do Brasil, onde em alguns casos estas 
frentes se tornam estacionarias, interagindo com a convecção tropical 
(Oliveira, 1986) originando a ZCAS. Durante os meses outubro a abril, 
Sugahara (2000) fez um estudo com relação à freqüência de ciclones no 
Atlântico Sul, onde foi possível identificar uma freqüência máxima dos 
mesmos entre o Litoral de Santa Catarina, Paraná e São Paulo, sugerindo 
uma contribuição da ZCAS com vórtices ciclônicos em baixos níveis. 
Segundo, Justi da Silva & Silva Dias (2000) identificaram durante o 
verão uma grande quantidade de sistemas frontais no Sul da Argentina, 
aproximadamente 45ºS, cujo qual, é uma região frontogenética 
(Satyamurty & Mattos, 1989) possuindo forte ação da baroclinia, 
caracterizando uma região altamente ciclogenética, ou seja, favorável à 
formação e intensificação de ciclones (Gan & Rao, 1991) para esta época 
do ano. Segundo os estudos de Lemos & Calbete (1996), Justi da Silva & 
Silva Dias (2000, 2002) e Oliveira (1986), fizeram um estudo no Sul do 
Brasil e identificaram uma freqüência relativamente maior de sistemas 
frontais nos meses de maio a dezembro, tendo uma gradativa diminuição 
entre janeiro e abril. Com relação ao litoral do Sudeste do Brasil, estes 
mesmos autores encontraram um número de sistemas frontais menores 
durante o verão, quando comparado ao inverno onde ha uma freqüência 
máxima de transição de sistemas frontais. De acordo com (Satyamurty et 
al., 1998), durante os meses de verão, os sistemas frontais permanecem 
por mais tempo na região Sudeste, onde em alguns casos tornam-se 
estacionários, provocando eventos de ZCAS. Por outro lado, em algumas 
situações atmosféricas, alguns sistemas frontais que avançam em direção 
a região Sudeste do Brasil podem se associar a ZCAS, intensificando-a, o 
que pode resultar em tempestades. Lima et al. (2010) ressaltam que os 
Sistemas Frontais e as ZCAS são os principais sistemas meteorológicos 
responsáveis pelas chuvas na região sudeste do Brasil. Segundo Lima et 
al. (2010), os Sistemas Frontais são uma perturbação transitória que afeta 
a região por um ou dois dias, enquanto que a ZCAS é um sistema quase-
estacionário que permanece sobre o Sudeste e Centro-Oeste por mais de 
três dias em média. Os autores enfatizam que, grande parte dos eventos 
de chuva durante o verão austral na região sudeste do Brasil, estão 
associados com perturbações atmosféricas como frentes frias (53%), 
ZCAS (47%). 
 
31 
 
 
2.3 Efeitos Locais 
 
Entre os efeitos locais de maior importância para o surgimento e 
manutenção da ZCAS na AS estão: o elevado aquecimento local durante 
o verão austral e a presença da cordilheira dos Andes atuando como 
barreira dos ventos alísios. A região amazônica, durante seu período de 
verão, sofre intenso aquecimento, o que favorece um aumento na 
evapotranspiração e na atividade convectiva da região. Portanto, 
ocorrendo ascendência em grande escala de ar quente e úmido 
favorecendo a formação de bastante nebulosidade convectiva, liberando 
grandes quantidades de calor latente, que causa aumentos nas 
temperaturas e redução na pressão do ar adjacente, favorecendo ainda 
mais a convergência sob a região da ZCAS (Quadro et al.,1994). O fator 
cordilheira dos Andes desempenha importante papel para a ZCAS, pois 
ela impede que os ventos alísios, carregados de umidade vindos do 
Atlântico, continuem sua trajetória pelo oceano Pacífico. Esses ventos 
aos esbarrarem a leste cordilheira sofrem um giro sendo desviados para 
sul, atravessando o continente sul americano e se dirigindo ao Atlântico 
subtropical. Alguns estudos mostram as interações da ZCAS com efeitos 
locais. Conforme Figueiroa (1997 apud MENDONÇA; BONATTI, 
2007), em estudo observacional e de modelagem de sistema na AS, 
constata-se que a convecção sobre a Amazônia é fundamental para o 
surgimento da ZCAS. Por outro lado, os fatores cordilheira dos Andes e 
ZCIT (Zona de Convergência Intertropical) são secundários, podendo 
haver a formação do fenômeno na ausência desses fatores. 
 
 
3 DADOS E METODOLOGIA 
 
 Foram utilizadas para representar um estudo de caso, pretendem-se 
utilizar cartas sinóticas de superfície do CPTEC, imagens de satélite 
GOES-12, dados de Climanálise retiradas também do CPTEC, assim 
como dados de reanálises atmosférica global do modelo ERA-Interim do 
ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts), com 
resolução de 0,5º (https://www.ecmwf.int/). As reanálises do modelo 
ERA-Interim, possuem alta resolução, sendo muito útil para capturar 
tanto os sistemas sinóticos assim como as características de mesoescala. 
Também foram utilizados dados do modelo GPCP (Global Precipitation 
Climatology Project), do site (https://rda.ucar.edu/), para os dados de 
https://rda.ucar.edu/
 
precipitação acumulada. Os campos iniciais a serem analisados são de 
temperatura do ar a 2m, espessura da camada, pressão ao nível médio do 
mar com vento a 10m, divergência de umidade e barbelas de vento em 
850 hPa, magnitude do vento em 200 hPa, velocidade vertical e altura 
geopotencial em 500 hPa, temperatura potencial equivalente (Theta-e) em 
500 hPa com o objetivo de identificar e explorar as características 
sinóticas que define a transição de um sistema frontal em um evento de 
ZCAS. De acordo com Kalnay et al. (1996), as reanálises do 
NCEP/NCAR já foram consideradas uma das bases de dados 
meteorológicos mais completas e consistentes. Todos os mapas foram 
gerados através do software GrADS (Grid Analysis and Display System), 
que é uma ferramenta interativa com ambiente integrado para 
visualização, manipulação e exibição de dados em até quatro dimensões. 
Esse levantamento também foi feito a partir de pesquisas já realizadas 
sobre episódios de ZCAS e sistemas frontais. Foi selecionado um estudo 
de caso entre os dias 13/01/2007 até 16/01/2007 relacionado aos sistemas 
frontais que podem se associar com ZCAS. Os critérios utilizados para 
avaliação dos casos foram baseados no boletim Climanalise (Climanálise, 
2007) CPTEC, através de análise das catas sinóticas. Também foi 
utilizada para comparação de casos, o estudo de Bertol (2017), em que 
utiliza um algoritmo de classificação de imagens orbitais de Radiação de 
Onda Longa (ROL) para identificação de episódios de Zona de 
Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). 
 
 
3.1 Métodos Utilizados 
Para encontrar características de casos onde os sistemas frontais, ao 
interagir com a ZCAS, contribuem para sua intensificação ou formação, 
assim como no desenvolvimento de tempestades, o trabalho seguiu os 
seguintes passos: (i) Para a identificação de um sistema frontal assim 
como a ZCAS, foi inicialmente realizada uma análise sinótica 
predominante na região através da seleção de imagens de satélite, cartas 
sinóticas de superfície do CPTEC/INPE, e dados de reanálises 
atmosférica global do modelo ERA-Interim do ECMWF; (ii) após 
selecionar episódios preferenciais, foi selecionado para uma análise 
inicial o caso ocorrido entre os dias 13 a 16 de janeiro de 2007. Os 
campos analisados pela reanálise ERA-Interim são os de temperatura do 
ar a 2m, espessura da camada, pressão ao nível médio do mar com vento 
a 10m, divergência de umidade e barbelas de vento em 850 hPa, 
magnitude do vento em 200 hPa, velocidade vertical e altura geopotencial 
em 500 hPa, temperatura potencial equivalente (Theta-e) em 500 hPa. 
Com relação aos dados do modelo GPCP, serão utilizados para o estudo 
da precipitação acumulada. 
33 
 
 
3.1.1 Análise de Sistemas Frontais. 
 
Para analisar a passagem de sistemas frontais na Região Sudeste, 
no respectivo estudo de caso, foi aplicado ométodo de identificação das 
frentes frias apresentado no trabalho de (RODRIGUES et al., 2004); dada 
pela seguinte ordem: 
a) Giro do vento de quadrante norte para quadrante sul, o que 
representa uma inversão no sinal do vento meridional de 
negativo para positivo; 
b) Permanência do vento sul por pelo menos mais de um dia 
c) Queda de temperatura no momento do giro do vento, ou até dois 
dias depois, de pelo menos 0.5ºC. 
RODRIGUES et al. (2004) salientam que uma frente fria que transita 
latitudes médias pode ser identificada através das variações dos campos 
de temperatura em superfície e vento, onde a mudança da direção do 
vento caracteriza o momento em que o sistema penetra a superfície. Com 
relação à penetração do anticiclone pós-frontal, pode estar relacionado ao 
giro do vento, tendo uma diminuição gradativa da temperatura em 
1000hPa. 
 
3.1.2 Análise de ZCAS 
Com base nos dados da reanálise do modelo ERA-Interim, 
pretende-se detectar um episódio de ZCAS através da metodologia 
utilizada por Quadro (1994), onde é observado nos respectivos campos 
meteorológicos em um período de pelo menos quatro dias as seguintes 
condições: 
a) convergência de umidade entre baixos e médios níveis (850 e 500 
hPa); 
b) Fluxo em 500 hPa apresentando um cavado na costa leste da América 
do Sul aliado a uma faixa de movimento vertical ascendente com 
orientação noroeste-sudeste localizada em níveis médios da troposfera; 
c) na faixa de nebulosidade convectiva uma crista é detectada no nível de 
500hPa associada ao campo de temperatura potencial equivalente (θe) 
onde ocorre um forte contraste ao sul da faixa de nebulosidade, que 
separa a massa de ar quente e úmida vinda dos trópicos e a massa de frio 
e seco vindo de regiões de latitudes médias e altas; 
 
d) em níveis altos da troposfera (200 hPa), é observado uma área de 
vorticidade relativa positiva (ζ). 
É importante salientar que a reanálise possui altíssima resolução espacial 
(0,5º de longitude e latitude). Posteriormente é feita uma análise dos 
padrões termodinâmicos e dinâmicos do sistema, em termos da 
localização e estrutura vertical. 
 
 
 
3.1.3 Cartas Sinóticas de Superfície 
 
As cartas sinóticas de superfície permitem que o meteorologista 
adquira o conhecimento sobre a situação atual através de identificação de 
massas de ar, sistemas frontais, cavados, ZCAS, ZCITs entre outros 
sistemas sinóticos. Também é possível complementar a caracterização das 
tempestades locais que causam eventos de tempo severo, além de outros 
fenômenos atmosféricos de escala sinótica (MARCELINO, 2004). 
 
 
3.1.4 Equações Dinâmicas Governantes 
 
As principais equações empregadas dentro deste estudo, para 
interpretação dos resultados encontrados como variáveis diretas e 
derivadas para descrever os sistemas frontais e a ZCAS são; a altura 
geopotencial, Velocidade vertical ômega (VV), Divergência do fluxo de 
umidade (DU), Temperatura Potencial Equivalente (Өe). 
 
 
Altura Geopotencial (Z) 
 
Levando em consideração qualquer localização no planeta Terra 
a uma dada altura z, o geopotencial Ф(z) (cuja unidade é J kg⁻¹ ou m² s⁻²) 
é a quantidade de trabalho realizado ao contrario do campo gravitacional 
terrestre para levantar uma massa de 1 kg de ar do nível do mar até a 
altura z. O cálculo de Ф é realizado através da Equação 1. 
 
 
Φ (z) = ∫ g dz 
z
0
 (1) 
 
onde g é a aceleração da gravidade (m s⁻²) à uma altura z (m). A altura 
geopotencial z, é medida em metros (Equação 1), e é calculada pela razão 
entre o Ф(z) e a aceleração da gravidade média na superfície terrestre 
35 
(go=9,81 m s⁻²). Portando, maior valor de Z está associado com mais 
gasto de energia para elevar uma parcela de ar até a altura z, o que é um 
indicativo de maior estabilidade atmosférica em relação às situações onde 
Z é menor. Entretanto a altura geopotencial, pode ser definida como: 
 
 
𝑍 = 
Φ (z)
𝑔o
 (2) 
 
 
Divergência do fluxo de umidade (DU) 
 
A divergência do fluxo de umidade (s⁻¹) é calculada através da Equação 
3. 
 
𝐷𝑈 = 𝛻. (𝑞𝑉 ) = (𝛻 𝑞) 𝑉 + 𝑞 (𝛻 . 𝑉) (3) 
 
onde V o vetor de ventos zonais e meridionais e q é a umidade específica. 
Se DU > 0 temos divergência de vapor d'água por segundo. 
 
 
Velocidade vertical ômega (VV) 
 
A velocidade vertical na atmosfera (ômega) pode ser deduzida através da 
equação da continuidade pelo campo de vento horizontal. Levando em 
consideração a coordenada vertical com termos da pressão, a equação 3, 
relaciona a velocidade vertical (VV em hPa s⁻¹) e a divergência de massa. 
 
 
 𝜕ω
𝜕𝑝
= −𝛻 . V (4) 
 
onde ∇⋅V é o divergente dos ventos horizontais. Da Equação 4 determina-
se que, quando o divergente dos ventos horizontais é positivo 
(divergência), a velocidade vertical é negativa (ascendente) e vice-e-versa 
 
 
Temperatura Potencial Equivalente (Өe) 
 
Segundo Horton (1972) a temperatura potencial equivalente Өe é definida 
como a temperatura final que uma parcela de ar atinge quando é: (1) 
levantada adiabaticamente até seu Nível de Condensação por 
Levantamento (NCL); (2) levantada novamente, pseudo adiabaticamente, 
 
liberando o calor latente de condensação, até um nível de pressão p; (3) 
trazida adiabaticamente de volta ao nível de referência (usualmente 1000 
hPa). O calculo de Өe foi realizado seguindo a metodologia de Bolton 
(1980) e Guedes (1985) a partir dos dados de umidade relativa e 
temperatura do ar para um nível de pressão fixo (p), como mostrado na 
Equação. 
 
𝜃𝑒 = 𝜃 𝑒𝑥𝑝 [(
3,376
𝑇𝐿
− 0,00254) 𝑟 (1 + 0.00081 𝑟)] (5) 
 
onde Ө é a temperatura potencial (Equação 6) 
 
θ = Tk (
1000
p
)
0,286 (1 – 0,28 x10( −
3
r) 
 (6) 
 
Onde TL a temperatura da parcela de ar no NCL (Equação 7) 
 
𝑇𝐿 = 
1
1
𝑇𝑘 − 55
− 
𝑙𝑛(
𝑈𝑅
100)
2840
+ 55 (7) 
 
 
No entanto r é a razão de mistura, calculada de acordo com Wallace e 
Hobbs (2006, p. 82) pela Equação 8, e TK a temperatura do ar em graus 
Kelvin 
 
r = 0,622 
es
p − es
(
UR
100
) (8) 
 
onde es é a pressão de saturação do vapor d'água, obtida de acordo com 
Bolton (1980) pela Equação 9 
 
es = 6,112 exp
(
17,65Tc
Tc+243,5
)
 (9) 
 
onde Tc é a temperatura do ar em ºC. 
 
 
 
 
 
 
 
37 
 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
O caso analisado, ocorrido entre os dias 13/01/2007 e 
16/01/2007está relacionado à incursão de dois sistemas frontais que se 
associaram com a ZCAS durante seu período de atuação. A primeira 
seção apresenta a análise sinótica deste período incluindo o dia posterior 
(17/01) caracterizando a dissipação da ZCAS. A segunda seção apresenta 
a análise dos campos meteorológicos disponibilizados pela reanálise 
ERA-Interim do ECMWF. A terceira seção apresenta a precipitação 
associada à ZCAS. 
 
De acordo com o trabalho de Bertol (2017) e o Boletim 
Climanalise (Climanálise, 2007), a ZCAS atuou entre os dias 13 e 16 de 
janeiro de 2007, estendendo-se desde a região Amazônica, passando pelo 
Sudeste do Brasil, em direção ao Oceano Atlântico. Neste caso, verificou-
se a incursão de dois sistemas frontais que se associaram com ZCAS, 
dando suporte para o estacionamento do sistema por um período maior na 
região de estudo. 
 
 
4.1 Análise de Imagens de Satélite e Cartas Sinóticas 
 
A figura 2 mostra as imagens de satélite e as cartas sinóticas do 
CPTEC referentes ao período inicial da atuação da ZCAS. Através das 
figuras 2a e 2b, observa-se a presença de uma frente fria ingressando 
sobre parte do território argentino e se estendendoaté o Atlântico 
adjacente, onde tal sistema encontra-se acoplado a uma área de baixa 
pressão. Nota-se a ZCAS (extensa banda de nebulosidade - mostrada na 
imagem satélite (Fig. 2a)), que se estende do sudeste do AM, RO, MT, 
GO, MG e RJ até o Atlântico, onde se acopla a um núcleo de baixa 
pressão de 1000hPa, apresentando fraco gradiente de pressão. Verifica-se 
nas figuras 2c e 2d, que o sistema frontal (comentado anteriormente), atua 
sobre parte do território argentino, noroeste do Rio Grande do Sul, Santa 
Catarina se estendendo até o alto mar, ocluindo em torno de um centro de 
baixa pressão com valor central de 981 hPa. Neste dia 14 a ZCAS se 
apresenta sobre a área central do AM, ao longo dos estados de RO, MT, 
GO, MG e RJ até o oceano Atlântico, acoplado a um cavado em 
superfície. Na retaguarda da ZCAS, verifica-se a atuação de um sistema 
de baixa pressão, com valor central de 1005 hPa, contribuindo para o 
desenvolvimento de núcleos de instabilidade, acompanhados de pancadas 
de chuva e raios. No dia 15 as 00Z (figura não mostrada), foi verificado 
que o sistema frontal, permanece com seu ramo estacionário entre a 
 
região Sul do Paraná, se estendendo ao longo do oceano Atlântico 
adjacente, provocando muitas nuvens carregadas, ocasionando pancadas 
de chuva com trovoadas. No dia 15 as 12Z, (Fig. 2e e 2f), verifica-se na 
imagem de satélite o acoplamento da ZCAS com o sistema frontal. 
 
A figura 3 ilustra as imagens de satélite e as cartas sinóticas de 
superfície do CPTEC referentes à incursão de um novo sistema frontal 
que se associou com a ZCAS. Verifica-se nas figuras 3a e 3b, a presença 
de um sistema frontal, localizado sobre o oceano Atlântico na altura do 
Litoral do Rio Grande do Sul, associado a um centro de baixa pressão de 
979 hPa no seu centro. Este sistema nas próximas horas interage com a 
ZCAS. Nota-se que a ZCAS se estende desde o AC, ao longo dos estados 
de RO, MT, GO, MG e RJ até o oceano Atlântico adjacente. Sistemas de 
baixa pressão são detectados na retaguarda da ZCAS, contribuindo para a 
formação de nuvens carregadas sobre a região. Nas figuras 3c e 3d, é 
possível observar um anticiclone associado ao ramo subsidente da ZCAS, 
atuando sobre SC e RS, onde o escoamento anticiclonico deste sistema, 
possibilita ausência de umidade do ar ao longo da coluna troposférica, o 
que inibe a formação de nuvens entre parte da região Sudeste e Sul do 
Brasil, Argentina, Paraguai e Uruguai. Verifica-se que a ZCAS, atua com 
formação de nuvens convectivas, e topos frios, tanto na região continental 
como no oceano Atlântico, acoplado a uma frente fria que se estende 
sobre a área oceânica, com centro de baixa pressão de 967 hPa, 
apresentando forte gradiente de pressão. Já no dia 17, (Fig. 3e e 3f) nota-
se que a frente fria não esta mais conectada a ZCAS, porém a banda de 
nebulosidade ainda atua sobre a área continental. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
39 
 
Figura 2 - Imagem do satélite do GOES 12 no canal infravermelho (a, c, e) e carta 
sinótica de superfície (b, d, f) para as 12Z dos dias 13 a 15 de janeiro de 2007. 
(a) (b) 
(c) (d) 
(e) (f) 
Fonte: CPTEC/INPE 
 
Figura 3 - Imagem do satélite do GOES 12 no canal infravermelho (a, c, e) e carta 
sinótica de superfície (b, d, f) para as 00Z, 12Z e 00Z dos dias 16 a 17 de janeiro 
de 2007. 
(a) 
 
(b) 
 
(c) 
 
(d) 
 
(e) 
 
(f) 
Fonte: CPTEC/INPE 
41 
 
 
4.2 Análise dos Campos Atmosféricos 
 
 A figura 4 mostra os campos de temperatura do ar a 2 m, 
referentes ao período do estudo de caso da ZCAS. Observa-se através da 
figura 4a e 4b, valores mais baixos, em relação às adjacências, variando 
entre 21 a 27ºC na região da ZCAS, sobre a área central do AM, ao longo 
dos estados de RO, MT, GO, MG e RJ até o oceano Atlântico adjacente. 
Estudos anteriores mostram que as temperaturas próximas a superfície 
são menores na região da ZCAS em função da presença da nebulosidade 
(Bertol, 2017). Nota-se também que, à medida que o sistema frontal 
avança sobre o Sul do Brasil, a temperatura fica mais baixa, variando 
entre 15 a 21ºC (Fig. 4b). Nos horários referentes as 06 e 12Z (figuras não 
mostrada), na região de interação entre a ZCAS e o sistema frontal, a 
temperatura diminui, variando entre 15 e 24ºC. Nas figuras 4c e 4d, 
verifica-se que houve um aumento gradativo da temperatura na região da 
ZCAS. No dia da interação entre o segundo sistema frontal com a ZCAS 
(Fig. 4e e 4f), nota-se que a variação da temperatura pode se dar pelo 
efeito do ciclo diurno. 
A figura 5 mostra os campos de espessura da camada, pressão ao 
nível médio do mar e vento a 10m, referente ao período de estudo. 
Verifica-se na figura 5a, a presença de uma frente fria penetrando sobre 
parte do território argentino se estendendo até o Atlântico adjacente, 
acoplado a uma baixa pressão. Nota-se que sobre a região pós-frontal, os 
valores do campo de espessura da camada entre 1000 e 500 hPa, 
encontram-se mais baixos (camada mais fria) com valores que variam em 
torno de 5300 a 5500 m. Observa-se sobre a região da ZCAS, valores de 
espessura da camada mais elevada chegando a 5700 m, caracterizando 
uma camada quente. O padrão de circulação da ASAS, mantém sobre o 
litoral da região Nordeste do país e a região da ZCAS oceânica, com 
ventos predominantes do quadrante norte a nordeste com intensidade 
moderada a forte. Na figura 5b, observa-se um sistema frontal já sobre 
parte do território argentino, Santa Catarina se estendendo até o Atlântico 
adjacente, acoplado a uma área de baixa pressão. Nota-se sobre a região 
da ZCAS, que os valores de espessura da camada, se encontram com 
5650 m. O padrão de circulação da ASAS, mantém ventos confluentes 
sobre a banda frontal. Verifica-se ao Sul da Argentina, um anticiclone pós 
frontal, com isóbara central de 1018 hPa, onde o padrão de escoamento 
anticiclonico é responsável pela advecção de ar frio ao longo do 
continente e Atlântico, com ventos predominante do quadrante sul a 
sudoeste, de intensidade moderada a forte. No horário das 00Z do dia 14 
(figuras não mostrada), existe uma variação no campo de altura de 
 
espessura da camada interagindo sobre a região da ZCAS, devido a um 
sistema frontal, que penetra o sul do RJ e parte do estado de SP se 
estendendo até o Atlântico adjacente. No momento da interação entre o 
sistema frontal e a ZCAS, é verificando que há uma grande confluência 
dos ventos sobre a área oceânica. Na figura 5c, o sistema frontal já esta 
conectado a ZCAS, e os valores de espessura da camada, se encontram 
um pouco menores, chegando a 5600 m, caracterizando uma camada um 
pouco mais baixa em relação às demais regiões adjacentes. Na figura 5d, 
o sistema frontal não é mais detectado sobre a região da ZCAS e não é 
mais plotado nas cartas sinóticas de superfície do CPTEC (Fig. 3f). Outro 
sistema frontal é observado sobre o oceano Atlântico na altura do litoral 
do Rio Grande do Sul, apresentando forte contraste no campo de 
espessura da camada (segundo sistema frontal que vai interagir com a 
ZCAS). Observa-se na figura 5e, que o sistema frontal (comentando 
anteriormente), encontra-se conectado a ZCAS, mantendo uma espessura 
menor com relação às adjacências chegando a 5650 m. Na figura 5f, nota-
se que o sistema ZCAS se dissipou, onde a espessura da camada 
apresenta valores maiores com 5700 m. O sistema frontal, que estava 
conectado a ZCAS, encontra-se fraco e mal configurado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
43 
 
Figura 4 – Análise de temperatura do ar a 2 m (ºC), da reanálise ERA-Interim, de 
12Z de 13/01 (a), 12Z de 14/01 (b), 12Z de 15/01 (c), 00Z de 16/01 (d), 12Z de 
16/01 (e) e 00Z de 17/01 (f) do ano de 2017. 
 
 (a) 
 
 (b) 
 
 (c) 
 
 (d) 
 
 (e)(f) 
Fonte: Produção do autor 
 
Figura 5 – Análise de espessura da camada (m) entre 1000 e 500 hPa, pressão ao 
nível médio do mar (hPa) e vento a 10m (m/s), da reanálise ERA-Interim, de 12Z 
de 13/01 (a), 12Z de 14/01 (b), 12Z de 15/01 (c), 00Z de 16/01 (d), 12Z de 16/01 
(e) e 00Z de 17/01 (f) do ano de 2017. 
 
 (a) 
 
 (b) 
 
 (c) 
 
 (d) 
 
 (e) 
 
 (f) 
Fonte: Produção do autor 
 
45 
 
A figura 6 mostra os campos de divergência de umidade e 
barbelas de vento em 850 hPa, referente ao período de estudo. Verifica-se 
a figura 6a, que durante o episódio de ZCAS, a divergência do fluxo de 
umidade em 850 hPa esta com valores negativos (em tons de azul - 
mapa), indicando convergência desde a Amazônia até o Atlântico 
Sudeste. Quadro (1994) definiu que a uma das condições necessárias para 
que a ZCAS seja estabelecida, é a convergência de umidade em 850 hPa, 
ao longo deste sistema. O padrão de ventos predominantes do quadrante 
noroeste a norte com velocidade próxima de 10 m/s, são características do 
fluxo de ar quente e úmido do Jato de Baixos Níveis (JBN), sendo 
responsável pelo transporte de umidade para a região Sudeste e Centro 
Oeste do Brasil, tornando-se um dos principais mecanismos para a 
manutenção da precipitação. Segundo Chaves e Satyamurty (2006), 
durante os episódios de ZCAS, observa-se em baixos níveis (850hPa) um 
escoamento de ar quente e úmido com características de jato vindo da 
região amazônica e se estendendo até o Atlântico Sul. Na figura 6b, 
observa-se que a convergência se concentra especialmente sobre a região 
da ZCAS, com destaque para MS, GO e MG (aproximadamente -18x 1e⁸ 
s⁻¹). No dia 15 (Fig. 6c e 6d), é possível observar que a convergência de 
umidade ocorre sobre a região da ZCAS, onde o JBN atua com 
velocidade que oscila próximo de 10 m/s. Nota-se o predomínio de ventos 
fortes (em torno de 15 a 20 m/s) sobre a região do segundo sistema 
frontal, localizado em alto mar, na altura de SC e RS. Na vanguarda da 
ZCAS, verifica-se um padrão de divergência de umidade, onde é 
detectado uma crista em 850 hPa. Na figura 6e, observa-se que o segundo 
sistema frontal já se encontra conectado com a ZCAS, onde ocorre 
intensa convergência do fluxo de umidade. Observa-se na figura 6f, que a 
ZCAS já se dissipou, onde os valores de convergência de umidade e de 
vento encontram-se mal configurado. 
 
A Figura 7 representa os padrões atmosféricos da média 
troposfera, através da análise de velocidade vertical e altura geopotencial 
em 500 hPa. Nota-se através da figura 7a, o movimento vertical 
ascendente (valores negativos de omega), sobre a região da ZCAS. Pelas 
linhas de altura geopotencial se observa um cavado semi-estacionário 
sobre o Atlântico Sul. Verifica-se na figura 7b, que o cavado em 500 hPa, 
atua sobre o Atlântico com valor de geopotencial de 5700 m. Valores 
negativos de Omega (aproximadamente -1 a -0,5 Pa/s) são observados ao 
longo da região da ZCAS. Observa-se sobre a figura 7c, alguns núcleos 
de omega negativo na região pós ZCAS, devido a presença de sistemas de 
baixa pressão em superfície. Na região da ZCAS e do sistema frontal, o 
omega encontra-se mais baixo com valor de -0,3 Pa/s. Nota-se que sobre 
a região do segundo sistema frontal que vai interagir com a ZCAS (no dia 
 
16), atua com valores negativos de omega. Na figura 7d, nota-se que na 
borda leste do cavado, há valores de omega negativo, coincidindo a com a 
região do segundo sistema frontal. Sobre a faixa da ZCAS, ocorre forte 
levantamento de ar (aproximadamente -1 a -0,7 Pa/s). Na figura 7e, é 
possível verificar que a ZCAS encontra-se conectada a o sistema frontal, 
onde ao longo dos dois sistemas os valores de omega variam em torno de 
-0,3 a -0,1 Pa/s. A linha geopotencial ao longo do cavado em 500 hPa, 
atua com altura de 5700 m. Observa-se que na figura 7f, não há mais 
existência de ZCAS. Ao longo da região Noroeste sentido Sudeste, os 
valores de omega são mais altos, indicando que a ZCAS se dissipou. 
Alguns valores de omega são mais baixos, sobre as adjacências da região 
que estava a ZCAS, devido a núcleo de baixa pressão. Sobre o Atlântico, 
nota-se que o sistema frontal atua com valores -0,1 a -0,3 Pa/s. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
47 
 
Figura 6 – Análise de divergência de umidade (*1e⁸ s⁻¹), pressão ao nível médio 
do mar (hPa) e vento em 850 hPa (m/s), da reanálise ERA-Interim, de 12Z de 
13/01 (a), 12Z de 14/01 (b), 12Z de 15/01 (c), 00Z de 16/01 (d), 12Z de 16/01 (e) 
e 00Z de 17/01 (f) do ano de 2017. 
 
 (a) 
 
 (b) 
 
 (c) 
 
 (d) 
 
 (e) 
 
 (f) 
Fonte: Produção do autor 
 
 
 
Figura 7 – Análise velocidade vertical (Pa/s) e altura geopotencial (m) em 500 hPa, da 
reanálise ERA-Interim, de 12Z de 13/01 (a), 12Z de 14/01 (b), 12Z de 15/01 (c), 00Z de 
16/01 (d), 12Z de 16/01 (e) e 00Z de 17/01 (f) do ano de 2017. 
 
 (a) 
 
 (b) 
 
 (c) 
 
 (d) 
 
 (e) 
 
 (f) 
 
Fonte: Produção do autor 
 
49 
 
 
 
A Figura 8 mostra os padrões atmosféricos da alta troposfera, 
através da análise da magnitude do vento em 200 hPa. Nota-se através da 
figura 8a, a Alta da Bolívia (AB) e o Cavado do Nordeste, onde estão 
bem configurados. Nota-se a atuação de um jato subtropical sobre o Norte 
da Argentina, se entendendo ao longo de SC, RS e Atlântico adjacente. O 
padrão de circulação da AB favorece uma intensa crista que é detectada 
sobre o Sudeste e Centro Oeste do Brasil, se estendendo ao longo do 
oceano. É importante ressaltar que este é o padrão típico de ocorrência da 
ZCAS em 200 hPa, segundo Quadro (1994) e Kodama (1993). Um 
VCAN é verificado sobre área oceânica do nordeste. Segundo Ferreira et 
al. (2009), a região de transição entre a AB e o VCAN é uma zona de 
difluência de massa, portanto, a intensificação da crista. Figura 8b mostra 
que o VCAN, se configurou junto à região continental do Nordeste do 
Brasil. O jato subtropical e o jato polar norte atuam próximos a região do 
sistema frontal. Na figura 8c, observa-se na retaguarda da ZCAS que a 
crista se intensifica, prolongando-se até o Atlântico adjacente. Intensa 
confluência entre o jato subtropical e o jato polar norte ocorrem próximo 
ao segundo sistema frontal, sobre alto mar na altura do RS. O primeiro 
sistema frontal acoplado a ZCAS, encontra-se conectado a um intenso 
vórtice ciclônico que no nível de 200 hPa. Próximo ao nordeste do Brasil 
verifica-se que ao sudoeste do VCAN a circulação é anticiclônica 
fechada. Esta situação já tinha sido observada anteriormente (Valverde 
Ramírez, 1996; Valverde Ramírez et al., 1999), sendo que a circulação 
anticiclônica fechada está associada à faixa de vorticidade positiva (ou 
divergência) definido pela Equação (3), que é observada no campo de 
vorticidade. Na figura 8d, verifica-se que o VCAN, atua entre a região 
nordeste até a área oceânica. A AB mantém uma crista estendida próximo 
da ZCAS. Na figura 8e, nota-se que o jato subtropical atua na região pós-
frontal. O VCAN, atua entre a Região nordeste e norte do Brasil, onde o 
padrão de escoamento de ventos deste sistema, começa a originar um 
cavado invertido sobre a região TO, MA e PI. Sobre a região da ZCAS, 
uma crista é observada. Na figura 8f, verifica-se que a AB, encontra-se 
bem ampla e configurada, mantendo sua crista estendida sobre a região 
Sudeste e Centro Oeste do país. A corrente de jato atua sobre alto mar, 
contornando o sistema frontal. 
 
A figura 9, mostra o campo de temperatura potencialequivalente, 
no nível de 500 hPa. É importante salientar que a Theta-e serve como 
indicativo da quantidade de vapor d'água na parcela e ar (quanto maior a 
Theta-e maior conteúdo de H2O). Este resultado é coerente com o 
esperado, pois indica que na região da ZCAS (maior atividade 
convectiva) há maior conteúdo de vapor d'água em 500 hPa, e menor ao 
 
sul do sistema. Observa-se na figura 9a e 9b, valores de temperatura 
potencial mais relevantes sobre a região da ZCAS, com valores de 349 a 
363 K. Verifica-se um intenso gradiente de temperatura potencial, entre a 
massa de ar quente e úmida tropical e do ar frio e seco do sul. Segundo 
Quadro (1994), uma das condições para que a ZCAS seja estabelecida, 
por pelo menos quatro dias é a presença de uma crista de temperatura 
potencial equivalente em 500 hPa na região da ZCAS e intenso contraste, 
que separa a massa de ar quente e úmida vinda dos trópicos do ar frio e 
seco vindo do sul. A figura 9c, mostra valores de 349 K, ao longo da 
região da ZCAS, e em torno de 356 a 363 K nas adjacências, indicando 
maior conteúdo de vapor d’ água. Entre o RS e SC, onde a massa de ar 
mais frio e seco se encontra, os valores de temperatura potencial estão 
mais baixos, próximo de 321 K, indicando ausência de umidade. Na 
figura 9d, a temperatura potencial varia em torno de 349 e 356 K entre as 
regiões de maior convecção. Verifica-se na figura 9e, que os valores mais 
altos estão na vanguarda do sistema, variando entre 363 e 356 K. Ao 
longo da ZCAS e adjacências, a temperatura potencial esta próxima de 
349 K. Estes resultados são coerentes, pois indicam que na região da 
ZCAS (maior atividade convectiva) há maior concentração de vapor 
d'água em 500 hPa, e menor ao na retaguarda do sistema. Na figura 9f, os 
valores mais representativos encontram-se entre MG e GO, com 363K. 
No Oceano Atlântico, há um fraco contraste de temperatura, entre 342 e 
335K. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
51 
 
Figura 8 – Análise de magnitude do vento em 200 hPa, da reanálise ERA-Interim, 
de 12Z de 13/01 (a), 12Z de 14/01 (b), 12Z de 15/01 (c), 00Z de 16/01 (d), 12Z 
de 16/01 (e) e 00Z de 17/01 (f) do ano de 2017. 
 
 (a) 
 
 (b) 
 
 (c) 
 
 (d) 
 
 (e) 
 
 (f) 
Fonte: Produção do autor 
 
 
Figura 9 – Análise de Theta-e (K) em 500 hPa, da reanálise ERA-Interim, de 12Z 
de 13/01 (a), 12Z de 14/01 (b), 12Z de 15/01 (c), 00Z de 16/01 (d), 12Z de 16/01 
(e) e 00Z de 17/01 (f) do ano de 2017. 
 
Fonte: Produção do autor 
 
 (a) 
 
 (b) 
 
 (c) 
 
 (d) 
 
 (e) 
 
 (f) 
53 
 
 
 
4.3 Precipitação Durante o Evento de ZCAS 
 
Durante o período de interação entre a ZCAS com os sistemas 
frontais, houve acumulados significativos de chuva mostrada nas Figuras 
10a e 10b. Em geral as reanálises representam a distribuição da 
precipitação acumulada sobre a área e o intervalo de tempo selecionados. 
Neste caso, na América do Sul, ocorreram maiores volumes de chuva 
sobre a região de interação entre os sistemas meteorológicos, em especial 
sobre a região da ZCAS. Uma das maiores conseqüências da atuação 
deste sistema meteorológico impacta diretamente nos volumes 
pluviométrico entre o final da primavera e meses de verão, sobre grande 
parte do Brasil e países adjacentes, sendo responsável por intensos e 
persistentes períodos de precipitação em determinadas regiões, assim 
como redução significativa das chuvas nas adjacências (Quadro et al., 
2012). 
 
A figura 10a, é referente ao acumulado total de chuva entre dias 13 as 
12Z e 16 as 00UTC, onde ocorre a interação entre os dois sistemas. A 
análise da figura mostra que a ZCAS encontrou-se configurada no sentido 
noroeste até o sudeste do Brasil, prolongando-se até o oceano Atlântico 
adjacente, com valores pontuais de 140 mm e 60 mm nas adjacências. A 
figura 10b, ilustra o acumulado total de chuva referente ao dia 16, 
(segunda interação entre os dois sistemas). Nota-se que durante este 
período a chuva foi menos distribuída com relação aos dias anteriores. Os 
volumes maiores de chuva ocorreram entre os estados de MS, MT, SP, 
GO e ao longo da região oceânica, com valores pontuais de 25 a 50 mm. 
Entretanto foi observado no campo diário de chuva, que os volumes 
aumentam gradualmente durante as duas interações, variando entre 35 a 
65 mm (figura 10c e 10d). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10 – Análise de precipitação acumulado (mm), da reanálise GPCP, de 12Z 
de 13/01 até 00 Z de 15/01 (a), 16/01 (b) do ano de 2017. 
 
(a) 
 
(b) 
Fonte: Produção do autor 
 
 
Figura 11 – Análise de precipitação acumulado diária (mm), da reanálise GPCP, 
de 12Z de 15/01 (c), 12Z de 16/01 (d) do ano de 2007. 
 
 (c) (d) 
Fonte: Produção do autor 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5 DISCUSSÃO FINAL 
 
O objetivo geral deste trabalho foi à compreensão e relação da 
interação da ZCAS com sistemas frontais, durante os meses de verão no 
HS. Especificamente foi analisado um estudo de caso de dois sistemas 
frontais que interagiram com a ZCAS entre as regiões Centro Oeste, 
Sudeste e oceano. Além disso, foi possível avaliar as características 
sinóticas que determinam a transição de dois sistemas frontais em um 
evento de ZCAS de determinados campos meteorológicos. 
 
Importante ressaltar que durante a interação dos sistemas frontais 
com a ZCAS, houve uma organização da linha da ZCAS desde a região 
Sul da Amazônia até o Atlântico subtropical, tendo coerência com o 
trabalho de Oliveira (1986). Os resultados mostraram que em geral o 
modelo utilizado, consegue representar bem os principais sistemas 
meteorológicos ocorridos durante o estudo de caso. Com base nos dados 
da reanálise do modelo ERA-Interim, foi possível detectar um episódio de 
ZCAS através da metodologia utilizada por Quadro (1994), onde as 
características mais marcantes nos campos meteorológicos dentro de um 
período de pelo menos quatro dias são: 
 
1) Convergência de umidade entre baixos e médios níveis (850 
e 500 hPa); 
 
2) Fluxo em 500 hPa apresentando um cavado na costa leste da 
América do Sul aliado a uma faixa de movimento vertical 
ascendente com orientação noroeste-sudeste localizada em 
níveis médios da troposfera; 
 
 
3) Na faixa de nebulosidade convectiva uma crista é detectada 
no nível de 500hPa associada ao campo de temperatura 
potencial equivalente (θe) onde ocorre um forte contraste ao 
sul da faixa de nebulosidade, que separa a massa de ar 
quente e úmida vinda dos trópicos e a massa de frio e seco 
vindo de regiões de latitudes médias e altas; 
 
4) Vorticidade relativa (ζ) positiva (anti-horária) em 200 hPa, 
relacionada a atuação da Alta da Bolívia. 
 
 
 
 
 
Durante as interações dos sistemas frontais com a ZCAS, 
verificou-se que o campo de espessura da camada entre 1000 e 500 hPa, 
permaneceu mais baixo ao longo da região da ZCAS, onde 
gradativamente este campo volta a sua altura inicial a medida que a frente 
fria se afasta para alto mar. Com relação à temperatura em superfície, 
observou-se que na região de interação entre a ZCAS e o sistema frontal, 
a temperatura diminui ao longo de praticamente toda a faixa da ZCAS. 
Nos campos de divergência de umidade e vento em 850 hPa, foi possível 
observar que há convergência de umidade sobre a região da ZCAS, onde 
o JBN se encontra. Outro fator analisado nas figuras de velocidade 
vertical e altura geopotencial em 500 hPa, foi o cavado semi-estacionário 
sobre o Atlântico Sul aliado a nebulosidade convectiva e uma faixa de 
movimento vertical ascendente