Zona de forte gradiente de temperatura , umidade e vorticidade .

1. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CARACTERÍSTICAS GERAIS • Zona de forte gradiente de temperatura, umidade e vorticidade. • Uma zona de confluência ao longo da frente. • Movimentovertical. • Grande estabilidadeestática. • Um mínimorelativo de pressão, isto é, uma baixa. • Mudanças rápidas das propriedades das nuvens e da precipitação. • Forte cisalhamentovertical e horizontal ao longo da frente. • Estas propriedades não, necessariamente, coincidem espacialmente ou movem com a mesma velocidade.

2. FRENTES E FRONTOGÊNESE – DEFINIÇÃO • Estão associadas às ondas baroclínicas de latitudes médias (o cisalhamento vertical do vento está diretamente ligado a gradientes horizontais de temperatura). • Agem no sentido de diminuir o gradiente horizontal de temperatura (levando o ar polar para a região tropical e ar tropical para a região polar). • Causam variações na distribuição de precipitação e temperatura em quase todo o país. Imagem de satélite GOES, 24/08/2005 às 12UTC. Fonte: Czarnobai et al., 2006.

3. FRENTES E FRONTOGÊNESE – DEFINIÇÃO • Zona frontal: quando duasmassas de ar de diferentes regiões de origem e, portanto com diferentescaracterísticas, aproximam-se, formam uma zona de transição chamada zona frontal, caracterizada pelos elevadosgradientes horizontais de temperatura e umidade (Kousky e Elias, 1982). Em alguns casos esta zona é bastante abrupta enquanto em outros ela pode ser bastante gradual. • As frentes são classificadas de acordo com o movimentorelativo das massas de arquente e fria envolvidas: • Frente fria (quente): linha de confluência que define o limite entre uma massa de arquente homogênea e a zonafrontal. Bordaanterior (posterior) da zonafrontal, quando o arfrio (quente) avança e substitui o ar mais quente (frio) (Wallace e Hobbs, 1977). Esquema que ilustra frente fria e frente quente para o Hemisfério Sul.

4. FRENTES E FRONTOGÊNESE – DEFINIÇÃO • Quando ocorre o encontro de duas massas de ar, elas não se misturam imediatamente. A massa mais fria (mais densa) é sobreposta pela massa mais quente (menos densa), formando uma zona de transição, denominada de frente. Se a massa fria avança em direção à massa quente, a frente é denominada FRIA Se a massa quente avança em direção à massa fria, a frente é denominada QUENTE Frente Fria Frente Quente

5. FRENTES E FRONTOGÊNESE – DEFINIÇÃO • Frenteestacionária: quando não há o avanço do arfrio e quente relativamente um ao outro. • Frenteoclusa: ocorre quando o setorfrio (move-se mais rápido) de uma frente alcança o setorquente, e o ar quente é forçado a subir. A camadalimite onde a frentefriaencontra a frente quente é chamada de frenteoclusa. Esquema que ilustra frente estacionária para o Hemisfério Sul.

6. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CARACTERÍSTICAS GERAIS • Um sistemafrontalclássico é geralmente composto de frentefria, frentequente e centro de baixapressão na superfície (ciclone).

7. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CARACTERÍSTICAS GERAIS • Na superfíciefrontal, o arfrio e denso ao descer força o arquente a subir e se condensar em uma série de nuvenscumuliformes. • O vento de altosníveisdesprendecristais de gelo do topo dos Cbsformando uma faixa de cirrus. • A inclinação da superfíciefrontal está relacionada com a velocidade da frente: para frentes rápidas (12m/s), a inclinação é de 1 para 50; para frentes lentas (7m/s), a inclinação é de 1 para 100.

8. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CARACTERÍSTICAS GERAIS: SP • No inverno, o ventodoisdiasantes da passagem é de noroeste o que implica em um arquente e seco, como mostra a URmaior para o dia-2 em relação ao dia seguinte. • Para o inverno e verão o ventomédio no dia da passagem e nos dois que seguem são de sudeste, trazendo para São Paulo arfrio. • Diferentemente do inverno no qual a URdiminuiumdiaantes da passagem da frente fria, para o verão há um pequeno aumento. • A temperatura sofre um aumentoumdiaantes da passagem e uma diminuiçãoumdiadepois. • A pressãodiminuiumdiaantes da passagem e sobe nos doisdias que seguem. Síntese das variáveis meteorológicas na passagem de frentes frias na cidade de São Paulo (1981-2002). Fonte: Dametto e Rocha, 2006.

9. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CARACTERÍSTICAS GERAIS • Mudanças importantes nas condições de tempo são observadas durante a passagem de uma frentefria, tais como: mudança da direção do vento, presença de nuvens e precipitação, variações no conteúdo de umidade, decréscimo da temperatura, aumento da pressão atmosférica, fortecisalhamentovertical e horizontal (Petterssen, 1956). • Após a passagem de uma frente fria, normalmente, observa-se queda de temperatura acentuada, aumento de pressão, rajadas de vento, quando o gradiente de pressão é intenso, e a precipitaçãocessa. • Nas RegiõesSul e Sudeste do Brasil os ventos em baixosníveis têm direção de nordeste influenciados pela presença da altasubtropical que fica climatologicamente situada sobre o OceanoAtlântico. Numa situaçãopré-frontal o ventogira tipicamente para noroeste e depois para sudoeste e sudeste na medida em que a frentepassa. Síntese das variáveis meteorológicas na passagem de frentes frias na cidade de São Paulo (1981-2002). Fonte: Dametto e Rocha, 2006.

10. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CARACTERÍSTICAS GERAIS • As frentesfrias que atingem o Sudeste do Brasil são orientadas na direçãonoroeste-sudeste com deslocamentotípico de sudoeste para nordeste. • Algumas frentes atingemlatitudesmaisbaixas, chegando na região amazônica inclusive, provocando o fenômeno conhecido como friagem descrita em Marengo et al. (1997).

11. FRENTES E FRONTOGÊNESE – EXEMPLO • Cθe: gradiente na regiãofrontal, onda com altos (baixos) valores na vanguarda (retaguarda). • CAθe: advecçõespositiva (negativa) na vanguarda (retaguarda). O CAθe é um ótimo identificador para o início de uma ciclogênese. Imagem de satélite com campos sobrepostos em 850hPa para o dia 30/04/2005 às 18UTC: PNM (hPa) e LC; Cθe(K) e advecção de temperatura (°C/s*103); CAθe(K/s*103). Fonte: Cruz et al., 2008.

12. FRENTES E FRONTOGÊNESE – EXEMPLO • Iniciou o processo de oclusão do sistema (CAθe). • A frentefriaestende-se sobre a costa do NEB, organizando e intensificando a convecção sobre o centro-norte do Brasil. • Padrão clássico: advecção de arquente na vanguarda e frio na retaguarda. • Forteadv. + de θe na vanguarda evidencia a entrada de arúmido proveniente da esteiratransportadora da zonafrontal e do flancoNW do anticiclone a leste. • Forteadv. - de θe na retaguarda, confirmando o deslocamento de arseco na região do anticiclonepós-frontal e mostrando o posicionamento da rampa frontal. Imagem de satélite com campos sobrepostos em 850hPa para o dia 01/05/2005 às 18UTC: PNM (hPa) e LC; Cθe(K) e advecção de temperatura (°C/s*103); CAθe(K/s*103). Fonte: Cruz et al., 2008.

13. FRENTES E FRONTOGÊNESE – EXEMPLO • O Cθe mostra a regiãooclusa com o rompimento do padrãoondulatório, formando doisnúcleos bem definidos. • Na vanguarda do sistema, é possível observar uma extensa região apresentando valores positivos de advecção de θe, conectando-se a vanguarda de outrociclone mais ao sul. • Na retaguarda da frentefria, há uma extensa região com advecçõesnegativas de θe, indicando seu posicionamento. Imagem de satélite com campos sobrepostos em 850hPa para o dia 02/05/2005 às 18UTC: PNM (hPa) e LC; Cθe(K) e advecção de temperatura (°C/s*103); CAθe(K/s*103). Fonte: Cruz et al., 2008.

14. FRENTES E FRONTOGÊNESE – EXEMPLO • No setorocluso do sistema, são observadas advecçõespositivas de θe na retaguarda do centro do vórtice (entre a oclusão e o anticiclone pós-frontal), com sentidoSW-NE. Essa faixa com advecções positivas de θeatravessa a frentefria, recebendo um incremento advindo de outra extremidade frontal mais ao sul, associada a família de ciclones passando em torno dos 55S de latitude. • Na vanguarda do centro do vórtice (entre a oclusão e frente quente), são observadas advecçõesnegativas de θe, no sentidoSW-NE. Essa faixa com advecções negativas de θe atravessa a frentefria, estendendo-se para SW onde corta a frentequente. Tal configuração demonstra claramente a rupturatotal do sistema, apresentando a separação do setor ocluso e a fratura das frentes. Imagem de satélite com campos sobrepostos em 850hPa para o dia 02/05/2005 às 18UTC: PNM (hPa) e LC; Cθe(K) e advecção de temperatura (°C/s*103); CAθe(K/s*103). Fonte: Cruz et al., 2008.

15. FRENTES E FRONTOGÊNESE – EXEMPLO • Síntese para o modeloconceitual do evento: aplicável a sistemas que surgem próximo a regiõessubtropicais e se deslocam para baixaslatitudes. Modelo conceitual para evolução de um ciclone mostrado na baixa troposfera, com campo de pressão, CAθe e frentes: (I) disparo ciclogenético; (II) perturbação na onda; (III) estreitamento do setor quente; (IV) oclusão e (V) fratura das zonas frontais. Fonte: Cruz et al., 2008.

16. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CICLO DE VIDA Modelo conceitual para evolução de um ciclone mostrado na baixa troposfera, com campo de pressão, CAθe e frentes: (I) disparo ciclogenético; (II) perturbação na onda; (III) estreitamento do setor quente; (IV) oclusão e (V) fratura das zonas frontais. Fonte: Cruz et al., 2008.

17. FRENTES E FRONTOGÊNESE – EXEMPLO TRIDIMENSIONAL • Variação de temperatura de até 20°C ao longo do sistemafrontal. Frente Termal – isoterma de 10°C, 24/08/2005 às 00UTC. Fonte: Czarnobai et al., 2006. Imagem de satélite GOES, 24/08/2005 às 12UTC. Fonte: Czarnobai et al., 2006.

18. FRENTES E FRONTOGÊNESE – EXEMPLO TRIDIMENSIONAL • As linhas de corrente na vertical correspondem a 10000vezes o valorreal. • O centro da circulaçãociclônica (em vermelho, latitude 40°S) indica que ocorre convergência do vento, caracterizando-se assim o centro da baixapressão. Imagem de satélite GOES, 24/08/2005 às 12UTC. Fonte: Czarnobai et al., 2006. Velocidade vertical relativa e linha de corrente do vento, 24/08/2005 às 00UTC. Fonte: Czarnobai et al., 2006.

19. FRENTES E FRONTOGÊNESE – EXEMPLO TRIDIMENSIONAL • Para a identificação do sistema, geralmente observa-se a área em que ocorre confluência dos ventos. • Essa convergência do vento estende-se até 700 hPa, sendo associada à atuação do sistema frontal. Imagem de satélite GOES, 24/08/2005 às 12UTC. Fonte: Czarnobai et al., 2006. Convergência do vento, 24/08/2005 às 00UTC. Fonte: Czarnobai et al., 2006.

20. FRENTES E FRONTOGÊNESE – FORMAÇÃO • Frontogênese: formação ou intensificação de uma frente através do aumento do gradiente de temperatura (densidade), isto é, quando ocorre um aumento na concentração de isotermas (isopicnas). • Mecanismos que favorecem a frontogênese: • Campo de deformaçãohorizontal (frentesfriasentredoisanticiclones). • Campo de cisalhamentohorizontal (confluência de massas de ar). • Campo de dilataçãovertical (região de baixapressão). Cisalhamento horizontal. Situação sinótica esquemática na qual o campo de deformação horizontal é dominante sobre o continente sul americano. Linhas cheias são isóbaras, linhas tracejadas são isotermas, as flechas representam o campo do fluxo no qual o eixo de dilatação é destacado. Deformação horizontal. Dilatação vertical.

21. FRENTES E FRONTOGÊNESE – DISSIPAÇÃO • Frontólise: enfraquecimento ou destruição de uma frente (Petterssen, 1956) através da diminuição do gradiente de temperatura. • Mecanismos que favorecem a frontólise: liberação de calorlatente, atrito com a superfície, turbulência e mistura, e radiação. • Movimentosverticais diferenciados podem ser frontogenético ou frontolítico. Movimento vertical.

22. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CLIMATOLOGIA • Satyamurty e Mattos, 1989 • Dados mensais do National Meteorological Center (NMC) de 1975-1981. • Função frontogenética depende da deformação horizontal (D) e do campo de divergência (ς) (Pettersen, 1956): • onde é o ângulo entre o eixo de dilatação e o gradiente de temperatura. Se F é positivo (negativo) as isotermas tendem a se aproximar (afastar) – frontogênese (frontólise). Representação esquemática do eixo de dilatação e contração do campo de deformação. Fonte: Satyamurty e Mattos, 1989.

23. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CLIMATOLOGIA • Regiõesfrontogenéticas: na ZCPS, sudoeste da África e da Austrália, na parte sul da AS e no Oceano Atlântico Subtropical. • A frontogênese no HS é menosintensa do que no HN. ZCPS Função frontogenética climatológica em 850hPa para os meses de janeiro, abril, julho, outubro e anual. As linhas tracejadas (contínuas) representam frontólise (frontogênese). Fonte: Satyamurty e Mattos, 1989.

24. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CLIMATOLOGIA • Uma linha orientada NW-SE passando pelo Rio de Janeirosepara a regiãofrontogenética, ao sudoeste, da região frontolítica, ao nordeste. • As bandasfrontogenéticas e frontolíticas no HS são alinhadasNW-SE. ZCPS Função frontogenética climatológica em 850hPa para os meses de janeiro, abril, julho, outubro e anual. As linhas tracejadas (contínuas) representam frontólise (frontogênese). Fonte: Satyamurty e Mattos, 1989.

25. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CLIMATOLOGIA • Relação com as zonas de convergência do HS (ZCPS e ZCAS). • Sobre o centro-sul da Argentina, na AN e Japão a funçãofrontogenética é mais forte em janeiro (verão no HS e inverno no HN). ZCPS Função frontogenética climatológica em 850hPa para os meses de janeiro, abril, julho, outubro e anual. As linhas tracejadas (contínuas) representam frontólise (frontogênese). Fonte: Satyamurty e Mattos, 1989.

26. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CLIMATOLOGIA • O sul da AS é a únicaregião do HS que apresenta condiçõesfrontogenéticasquase o anotodo. • A regiãoequatorialnão é frontogeneticamenteativa devido ao fraco . ZCPS Função frontogenética climatológica em 850hPa para os meses de janeiro, abril, julho, outubro e anual. As linhas tracejadas (contínuas) representam frontólise (frontogênese). Fonte: Satyamurty e Mattos, 1989.

27. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CLIMATOLOGIA • A regiãofrontogenéticamaisintensa em janeiro está situada no sul da Argentina e migra para norte em julho ocupando o noroeste da Argentina e vizinhança. ZCPS Função frontogenética climatológica em 850hPa para os meses de janeiro, abril, julho, outubro e anual. As linhas tracejadas (contínuas) representam frontólise (frontogênese). Fonte: Satyamurty e Mattos, 1989.

28. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CLIMATOLOGIA • Relação com as montanhas (Cordilheira dos Andes, Himalaia e Rochosas). • As ondas baroclínicas de latitudes médias modificam-se ao atravessar os Andes e interagem com a circulação atmosférica sobre a AS. ZCPS Função frontogenética climatológica em 850hPa para os meses de janeiro, abril, julho, outubro e anual. As linhas tracejadas (contínuas) representam frontólise (frontogênese). Fonte: Satyamurty e Mattos, 1989.

29. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CLIMATOLOGIA • Os cavadosvindos do PacíficoSul se desenvolvem como frentesdepois de atravessarem a Cordilheira dos Andes sobre o norte e leste (sul) da Argentina no inverno e primavera (verão e outono). Estas frentes adquirem um movimento para nordeste e estão associadas a centros de baixapressão com movimentoleste-sudeste (Satyamurty e Mattos, 1989). • As frentes podem se acoplar com mecanismos típicos de convecção, intensificando-se e permanecendo ativas durante vários dias (meses de primavera e verão).

30. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CLIMATOLOGIA: CIDADE DE SP • Dametto e Rocha, 2006 • Os dados utilizados para estabelecer a climatologia das passagens frontais na cidade de São Paulo são as observações diárias entre 1981 e 2002 realizadas na estaçãometeorológica do IAG-USP. • O critério utilizado para a identificação das frentes considerou o giro do ventomeridional do quadrante norte para sul, sua manutenção no quadrante sul por pelo menos24horas e queda de temperatura entre o dia e maisdoisdiasapós o giro do vento.

31. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CLIMATOLOGIA: CIDADE DE SP • No litoralSudeste do Brasil, Oliveira (1986) e Justi da Silva e Silva Dias (2000) encontraram um número de sistemasfrontais relativamente maior no invernocomparado ao verão. • No verão as frentesfrias tendem a atuar por maistempo (frentesestacionárias), associadas à Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), produzindo chuvas por uma vastaregião por muitosdias. • No inverno, são as principais (senão a única) causadoras das bruscas e acentuadasquedas de temperatura. Frequência absoluta de frentes frias sobre São Paulo entre 1981-2002. Fonte: Dametto e Rocha, 2006.

32. FRENTES E FRONTOGÊNESE – CLIMATOLOGIA: CIDADE DE SP • Os maioresvalores de frequência para o intervalo entre uma passagemfrontal e outra são de 3 a 5dias. • Presença de eventosextremos: São Paulo fica mais de 15dias sem ser afetada por passagem frontal, em ambas as estações. 07/01 – 10/02/1998 05/06 – 28/07/1982 Distribuição de frequência do número de dias de intervalo entre passagens de frentes frias para o verão e inverno (1981-2002). Fonte: Dametto e Rocha, 2006.

33. CICLONES E CICLOGÊNESE – REFERÊNCIAS ANDRADE, K. M.; CAVALCANTI, I. F. A. Climatologia dos sistemas frontais e padrões de comportamento para o verão na América do Sul In: XIII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Fortaleza – CE. Anais do XIII Congresso Brasileiro de Meteorologia. SBMET, 2004. CAVALCANTI, I. F. A.; KOUSKY, V. E. Configuração de anomalias associadas à propagação de sistemas sinóticos sobre a América do Sul In: IX Congresso Brasileiro de Meteorologia, Campos do Jordão – SP. Anais do IX Congresso Brasileiro de Meteorologia, 1331-1332, 1996. CAVALCANTE, I. F. A.; KOUSKY, V. E. Climatology of Sout American cold fronts In: VII International Conference on Southern Hemisphere Meteorology and Oceanography, Ellington, New Zealand, 2003. CRUZ, C. D.; FIGUEIREDO, E. L.; FEDOROVA, N.; LEVIT, V. Utilização do campo de advecção de temperatura potencial equivalente para análise de um sistema frontal na região tropical In: XV Congresso Brasileiro de Meteorologia, São Paulo – SP. Anais do XV Congresso Brasileiro de Meteorologia. SBMET, 2008. CZARNOBAI, A. F.; COMBAT, D. A. A.; BORTOLOTTO, J.; SANTIS, R. F.; ARAUJO, C. E. S. Visualização tridimensional de sistemas frontais: análise do dia 24 de agosto de 2005 In: IX Congresso Brasileiro de Meteorologia, Campos do Jordão – SP. Anais do IX Congresso Brasileiro de Meteorologia, 1331-1332, 1996. DAMETTO, G. S.; ROCHA, R. P. Características climáticas dos sistemas frontais na cidade de São Paulo In: XIV Congresso Brasileiro de Meteorologia, Florianópolis – SC. Anais do XIV Congresso Brasileiro de Meteorologia. SBMET, 2006.

34. CICLONES E CICLOGÊNESE – REFERÊNCIAS FERNANDES, D. S.; JACONDINO, C. R. Comparações em diferentes períodos de estudo de passagens de sistemas frontais no Brasil In: XIV Congresso Brasileiro de Meteorologia, Florianópolis – SC. Anais do XIV Congresso Brasileiro de Meteorologia. SBMET, 2006. FERREIRA, A. G. Meteorologia Prática. São Paulo: Oficina de Textos, pp 188, 2006. HARAKAWA, M. T.; PRUDÊNCIO, R. S.; RODRIGUES, M. L. G. Climatologia de frentes frias para a região da grande Florianópolis – SC In: XV Congresso Brasileiro de Meteorologia, São Paulo – SP. Anais do XV Congresso Brasileiro de Meteorologia. SBMET, 2008. JUSTI DA SILVA, M. G. A.; SILVA DIAS, M. A. F. A Estatística dos Transientes na América do Sul In : XI Congresso Brasileiro de Meteorologia, Rio de Janeiro – RJ. Anais do XI Congresso Brasileiro de Meteorologia. SBMET, 2000. KOUSKY, V. E.; ELIAS, M. Meteorologia Sinótica: Parte 1. INPE – 2605 – MD/021, pp 107, 1982. LEMOS, C. F.; CALBETE, N. O. Sistemas Frontais que atuaram no Brasil de 1987 a 1995. Climanálise Especial, Edição comemorativa de 10 anos. CPTEC, 1996. MARENGO, J.; CORNEJO, A.; SATYAMURTY, P.; NOBRE, C.; SEA, W. Cold surges in tropical and extratropical South America: The strong event in June 1994. Monthly Weather Review, 125, 2759-2786, 1977.

35. CICLONES E CICLOGÊNESE – REFERÊNCIAS OLIVEIRA, A. S. Interações entre sistemas frontais na América do Sul e convecção na Amazônia, INPE – 4008 – TDI/239, 1986. PETTERSSEN, S. Weather analysis and forecasting. Second Edition, McGraw-Hill, Ney York, v.1, pp 428, 1956. RODRIGUES, M. L. G.; FRANCO, D.; SUGAHARA, S. Climatologia de frentes frias no litoral de Santa Catarina. Revista Brasileira de Geofísica, v. 22, n. 2, pp 135-151, 2004. SATYAMURTY, P.; MATTOS, L. F. Climatological lower tropospheric frontogenesis in midlatitudes due to horizontal deformation and divergence. Monthly Weather Review, 117, 1355-1364, 1989. WALLACE, J. M.; HOBBS, P. V. Atmospheric Science: An Introductory Survey. New York, Academic Press, 1977.