quinta-feira, 21 de janeiro de 2016

Será que vai chover ? Meteorologia


Será que vai chover ? Meteorologia


O ano começou mal em Minas Gerais. Logo nos primeiros dias de janeiro um aguaceiro provocou enchentes, matou 79 pessoas e deixou centenas de desabrigados. No mês, foram 83 mortes. Fatalidade? Mais ou menos. Evitar chuvas, todo mundo sabe, é impossível. Mas algumas podem ser previstas. E essa foi. Os cálculos do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC), ligado ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, indicaram a queda de 50 milímetros diários de água entre 1 e 5 de janeiro. Precipitações acima de 40 milímetros  a cada 24 horas já são consideradas perigosas. E a situação fica pior quando elas se estendem por vários dias. 


A Coordenadoria de Defesa Civil do Estado foi avisada. Segundo seu diretor de Execução, major José Ascânio, a população foi alertada, mas não adiantou. "É que nem sempre o previsto se confirma e além disso é muito difícil convencer as pessoas a sair de suas casas", explicou ele.

É verdade, o CPTEC não acertou  em tudo. A média da região ficou nos 50 milímetros diários. Mas em algumas cidades, como Belo Horizonte, choveu bem mais. Foram 109 milímetros no dia 3 e 147 no dia 7. Era impossível saber disso porque a previsão é feita para quadrados enormes, com 200 quilômetros de lado, nos quais cabem 119 cidades como Belo Horizonte. Na média, o acerto é de 95%. Mas não dá para ter detalhes. É essa imprecisão que desmoraliza os meteorologistas e os move na busca de equipamentos e métodos que ajudem a entender melhor o comportamento da atmosfera.

De olho na intimidade da chuva

Apesar da desconfiança, o mundo está cheio de gente que não põe o pé na rua sem consultar a previsão do tempo. E, mesmo assim, muitos acabam tomando banhos de surpresa. A chuva é o maior problema dos meteorologistas. Além de ser provocada por fatores muito diversos (veja o infográfico nas páginas 42 e 43), ela tem comportamento volúvel. Para tentar entender melhor suas idiossincrasias, pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas, no Colorado, Estados Unidos, vêm queimando as pestanas - além de 1 milhão de dólares por ano - desde 1991. Eles trabalham no desenvolvimento do Sistema Automático de Previsão Imediata de Chuvas e Trovoadas (Autonowcaster).

O nome pomposo designa um método muito especial de organizar as informações rotineiramente coletadas pela meteorologia. "Já temos condições de prever uma tempestade, com quase absoluta certeza, meia hora antes do seu início", disse à SUPER o responsável pelo projeto, Jim Wilson. 

Esse trabalho fará toda a diferença se você estiver a caminho do aeroporto. Chuvas e tempestades causam cerca de 5% dos acidentes aeronáuticos. Com o Autonowcaster, esses desastres poderão ser evitados. Não é por acaso que o projeto está sendo financiado pela Administração Federal da Aviação dos EUA. Ele deverá entrar em operação em 1998 nos aeroportos de Orlando e Dallas.

Enquanto isso, Wilson invade a intimidade da chuva por outros meios. Não está contente com o funcionamento dos pluviômetros na medição de quanta água uma nuvem derrama por minuto, a chamada precipitacão, na qual se baseiam a previsão de enchentes e a abertura de barragens. É que esses aparelhos registram a precipitação em um só ponto e não dão bola para a vizinhança. Os radares ajudam, pois conseguem ver o número de gotas que cai por toda a região. Mas isso não é suficiente. "Há muita diferença entre os efeitos de uma chuva de gotas grandes e chatas e os de outra, de gotas tipo granizo e redondas", diz Jim Wilson (veja o infográfico abaixo, à esquerda). Para evitar enganos, ele está testando um novo radar, o S-Pol. Enquanto os demais medem as gotas apenas na vertical, o S-Pol capta seu tamanho também na horizontal. Assim, fica mais fácil saber qual é a cara do pingo.

O grau que faz e desfaz

Desgraça pouca é bobagem. Como se já não bastassem todas as dificuldades para se prever se vão e como vão cair as chuvas, ainda há um problema adicional. Uma pesquisa encabeçada por Andrew Crook, australiano que há dez anos trabalha no Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas, nos Estados Unidos, indica que a queda de 1 grau Celsius na temperatura é o suficiente para acabar com a formação de uma tempestade. E o aumento de 1 grau pode quadruplicar o tamanho do toró. 

A descoberta está deixando os meteorologistas de cabelo em pé. É que 1 grau é uma margem de erro que eles costumam aceitar. Mas Crook não faz drama. "Os métodos e os equipamentos estão se sofisticando", disse à SUPER. "Isso me deixa otimista em relação ao aperfeiçoamento das previsões de chuvas."

O problema é tão delicado que a Nasa e a Nasda (a agência espacial japonesa) se uniram para construir o TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission, ou Missão de Medição da Chuva Tropical). O satélite deve ser lançado até o final deste ano e ficará em órbita da Terra a uma altitude bem baixa, de 350 quilômetros, entre as latitudes 35 graus norte e 35 sul (mais ou menos de San Francisco, nos Estados Unidos, até o sul do Uruguai). É entre essas latitudes que ocorrem dois terços de toda a chuva do planeta. 

Carregado de equipamentos modernos desenvolvidos especialmente para ele (veja o infográfico à direita), o TRMM vai trabalhar nos bastidores da meteorologia. Durante três anos coletará informações que servirão de base a modelos de computador (veja na página 44) mais eficientes para a previsão. "Entre outras coisas, ele vai medir a precipitação nos oceanos tropicais, sobre as quais há pouquíssimos dados", explica Otto W. Thiele, coordenador do projeto na Nasa. Será uma contribuição enorme, principalmente para a previsão no hemisfério sul, que, de acordo com Vernon Kousky, da Administração Nacional de Oceano e Atmosfera, em Maryland, Estados Unidos, é a mais difícil. 

Quatro dos radares brasileiros vão trabalhar junto com o TRMM. "Seus registros de chuvas serão comparados com os enviados pelo satélite e servirão para futuros ajustes nos equipamentos", diz Oswaldo Massambani, que cuida do projeto no Brasil.

Dois saltos em uma década

A meteorologia brasileira acaba de dar o seu segundo grande salto nesta década. O pulo, bem alto, é responsabilidade dos pesquisadores do CPTEC. Eles desenvolveram o primeiro modelo matemático (veja o infográfico abaixo) adaptado às condições brasileiras para ser usado no supercomputador SX 3/12 R. O outro salto foi a chegada ao Brasil do próprio SX 3/12 R, em novembro de 1995. A máquina, menina dos olhos da equipe, custou 40 milhões de dólares e mudou radicalmente a previsão do tempo no Brasil. Hoje nem é a mais avançada do gênero. Europa, Estados Unidos e Canadá contam com equipamentos mais sofisticados, cerca de dez vezes mais rápidos. Na América do Sul, porém, continua sendo a estrela, pois não tem concorrente. Antes dela, se o país quisesse fazer uma previsão com a quantidade de variáveis que usa hoje, o processo seria tão lento que quando ficasse pronto já teria se tornado uma retrospectiva. 

Com o supercomputador, o CPTEC leva de 40 minutos a 1 hora e 20 minutos na produção de previsões para períodos de um até cinco dias, usando todos os dados disponíveis. O grau de acerto para 24 horas é de 95%, apenas 3% abaixo da média americana. Com prazo mais longo, acerta-se menos. Em cinco dias, 65% das avaliações são confirmadas. Desde dezembro de 1996, o resultado é obtido com o uso de dois modelos, o regional, desenvolvido no CPTEC, e o global. Alimentado por dados enviados pelo mundo inteiro, este último gera previsão para todos os continentes, repartindo a superfície da Terra naqueles blocos de 200 por 200 quilômetros de que falamos no início desta reportagem. O modelo regional é mais adaptado à topografia local e prevê o tempo apenas para a América do Sul, dividindo-a em pedaços menores, de 40 por 40 quilômetros, o que equivale aproximadamente à área do município de São Paulo. "Com isso ganhamos muito mais qualidade e precisão", diz o meteorologista indiano naturalizado brasileiro Prakki Satyamurti, do CPTEC. 

Medo de furacões

O problema é que a invenção dos brasileiros só é boa para o curto prazo. Em previsões de mais de 48 horas, como a que localizou as chuvas de Minas Gerais no início do ano, ainda é melhor usar o modelo global. Ele "enxerga" as regiões ao redor do Brasil e, conseqüentemente, avalia a influência que poderão ter sobre o país, dentro de alguns dias, fenômenos como frentes frias e massas de ar quente que ainda estão distantes. "Mas está em fase de testes um modelo global com definição de 150 por 150 quilômetros", festeja José Paulo Bonatti, pesquisador do CPTEC.

Evidentemente a pesquisa de novos modelos não é privilégio do Brasil. O Serviço Nacional de Tempo dos Estados Unidos já informou que em outubro deverá estender a sua previsão para sete dias. Lá a pesquisa avança a passos bem mais largos. É que além de tempestades e enchentes o país convive com o medo de furacões e tornados. Por conta da ameaça desses monstros, a previsão dos americanos para três dias hoje já ficou tão segura quanto era a de um dia em 1960.

O futuro promete surpresas

Para quem pretende se guiar pela previsão do tempo, dividir o país em quadrados com 40 quilômetros de lado, embora seja um avanço, ainda está longe de ser o ideal. Mas as coisas vão melhorar. Além de pesquisar novos equipamentos, os meteorologistas procuram criar modelos capazes de dividir uma região em pedaços bem menores. São os modelos de mesoescala, que poderão calcular como vai ficar o tempo até nos limites de um quarteirão. 

Só que para isso seria preciso que cada bairro tivesse um centro meteorológico. Um absurdo. A solução intermediária é mais razoável. Digamos que cada Estado tivesse uns dois ou três centros. Com eles, as chuvas que causaram tanto estrago em Minas poderiam ter sido previstas com maior precisão. 

Por enquanto, isso é sonho. No Brasil, apenas a cidade de São Paulo tem seu centro meteorológico. Porém, se a tendência é diminuir as escalas, faz sentido imaginar que daqui a alguns anos você poderá pegar a previsão do tempo pela manhã e ficar sabendo que às 15 horas, no seu bairro, vai cair uma chuva forte, de 15 minutos, que ao final somará 15 milímetros, e que depois o sol sairá de novo.

Para Saber Mais:

Meteorologia Descritiva, Antônio Tubelis e Fernando José Lino do Nascimento, Editora Nobel, São Paulo, 1992.

NA INTERNET:




A arquitetura das gotas

 A gota de garoa 1 tem 0,2 milímetro de diâmetro e é redonda, a da chuva 2 chega a 4 milímetros e, no início da tempestade 3, um pingo tem até 6 milímetros. Pedras de granizo 4 medem de 0,5 a 2 centímetros.

Espiões da atmosfera

No ar
Todos os dias são lançadas, presas a balões, sondas que emitem ondas de rádio. Pela reflexão das ondas calculam-se pressão, temperatura e velocidade dos ventos em várias camadas da atmosfera.

Mais preciso
No Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos, em Cachoeira Paulista, São Paulo, um supercomputador também recebe os dados e chega a uma previsão mais próxima do real. 

A bordo
Aviões comerciais levam equipamentos que informam sobre temperatura e vento. Os dados são transmitidos via rádio ou por satélites.

No chão
Duas vezes por dia os dados registrados nos aparelhos de 400 estações meteorológicas espalhadas pelo país são anotados e enviados para dez distritos meteorológicos. Veja abaixo quais são esses aparelhos e o que medem.

Nos rios
Fluviômetros medem o nível da água. Para São Paulo, o Departamento de Águas e Energia Elétrica processa esses dados e prevê pontos de cheia com 1 hora e meia de antecedência. A Companhia de Engenharia de Tráfego é avisada e coloca homens e guinchos nas ruas, mas o efeito é precário. Para bloquear as vias que vão alagar, seria preciso criar outras opções de trânsito.

Junta tudo
Todas as informações coletadas são enviadas aos distritos meteorológicos e ao Instituto Nacional de Meteorologia (Inmet), em Brasília, que fazem a previsão oficial. 

Ondas
Seis radares espalhados pelo país emitem ondas eletromagnéticas que, ao esbarrar em nuvens de chuva, são refletidas para a Terra. Quatro deles, chamados Doppler, podem ainda medir a velocidade das partículas de água dentro da nuvem e assim prever tempestades e ciclones.

Sempre alerta
 Em 1998, o Estados Unidos colocam em ação o Autonowcaster, um novo método para prever tempesdades. Um computador vai receber dados colhidos por radares, satélites e aviões. Programada para fazer uma análise orientada por estudos prévios sobre o clima da região, a máquina vai detectar a tempestade iminente e seguir o seu rastro. Se houver uma nuvem cúmulo-nimbo (comprida no sentido vertical, com base reta e topo arredondado) próxima a uma superfície onde a pressão está baixa e a atmosfera instável, por exemplo, o computador saberá que há boas condições para uma chuvarada. Em segundos passará a informação para os aeroportos, autorizando ou não a decolagem de aviões.


Ninhos de chuva

Empurrão
Quando uma massa de ar frio encontra uma de ar quente, forma-se uma frente fria. Empurrado, o ar quente sobe e gera nuvens carregadas. A chuva resultante pode ser grossa e rápida ou fina e demorada. 


Na montanha 

O Sol aquece mais a terra do que o mar. A brisa traz o ar que está sobre a água para o continente e ele empurra o ar quente para cima. Ao esbarrar na montanha, o ar se condensa e chove.


Ali adiante

Se a massa de ar frio chega com velocidade alta e encontra o ar muito úmido, a frente fria causa uma reação em cadeia que vai provocar uma tempestade bem mais longe. 


Sem aviso

Quando o calor é intenso há muita evaporação. Formam-se nuvens compridas e carregadas, chamadas cúmulo-nimbo, em regiões isoladas. É difícil prever onde vão desabar. São as chuvas de verão. 


Floresta

Onde tem muita água é óbvio que há mais evaporação. Se também houver árvores, acrescenta-se a transpiração das folhas. Toda essa umidade sobe e se precipita.


Um satélite para fiscalizar a água que cai nos trópicos

 Dois painéis captarão energia solar para uso do próprio satélite.


O medidor de radiação luminosa ajudará a decifrar melhor as informações enviadas pelos outros satélites.

O tanque leva o combustível hidrazina (uma combinação de hidrogênio com nitrogênio), que manterá o satélite em órbita por três anos.

Um conjunto de sensores medirá com precisão a chuva sobre os oceanos.

Um telescópio ficará de olho nos relâmpagos. Pela primeira vez um radar de precipitação será colocado em órbita. Os sinais ficarão mais fracos ao atravessar chuvas, mostrando sua distribuição vertical.

Um sensor vai medir o quanto a atmosfera retém da energia solar.

Quando a água insiste em não cair

1 - Um equipamento preso sobre as asas do avião dispara chamas.

2 - As cinzas jogadas dentro da nuvem atraem eletricamente gotículas de água.

3 - Forma-se uma gota maior e mais pesada que cai na forma de chuva.


"Não existe tempo bom", diz o meteorologista Mário Festa, da Universidade de São Paulo. O surfista quer sol, mas o agricultor que acabou de semear quer chuva. Por isso, há anos o homem tenta descobrir como produzir artificialmente um bom aguaceiro. As primeiras experiências são de 1946. A mais comum, usada no Ceará até 1978, consistia em bombardear as nuvens com cloreto de sódio. O sal fazia com que as gotículas se aglomerassem e caíssem. "Mas o aumento na precipitação não passava de 10%", explica o meteorologista Paulo Nobre, do CPTEC. Agora, um método desenvolvido no Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas dos Estados Unidos está conseguindo melhorar essa marca para entre 30 e 60%. Também se trata de um bombardeio na nuvem, só que com chamas (veja o infográfico acima). 

Enquanto a tecnologia termina sua fase de testes, a previsão ajuda a aproveitar melhor a pouca água que cai em regiões secas como o Nordeste brasileiro. "Sabendo que vai chover em dois ou três dias, o agricultor suspende a irrigação", diz Nobre.


A alma da previsão

1 - Gigante
O supercomputador do CPTEC ocupa uma sala de 25 por 15 metros e é capaz de fazer 3,1 bilhões de cálculos aritméticos por segundo. Ele esquenta tanto que tem um sistema próprio de refrigeração a água. É equipado com um modelo matemático feito a partir de pesquisas prévias sobre o comportamento do clima. 

2 - Quadriculado
O modelo quadricula a área a ser avaliada. Aí ele calcula as tendências para cada variável (vento, temperatura, umidade, pressão) em separado e depois combina as informações todas. Faz isso para vários prazos, de 24 horas a cinco dias. O resultado mostra como se comportará o tempo em cada um dos pontos de encontro das linhas do quadriculado. 

3 - Resultado
Depois de feito o cálculo para cada um dos pontos, o computador prepara vários mapas. Um reunindo todas as informações e outros destacando detalhes. O exemplo acima mostra a previsão de chuva para a região que inclui a América do Sul. A escala diz quantos milímetros cairão nas 24 horas seguintes.

4 - Referência
Os meteorologistas comparam o mapa obtido com imagens de satélite (projetadas na parede na foto ao lado) antes de chegar às suas conclusões.


Sabedoria popular também funciona

Azul e rosa
O popular galinho que muda de cor mede a umidade do ar. Ele é recoberto por cobalto, substância que altera sua coloração na presença de água. Quando uma tempestade está chegando, a umidade aumenta e o galo passa do azul para o rosa.

Saleiro úmido

O sal que fica molhado de repente também mostra que a umidade do ar aumentou. O cloreto de sódio absorve água com facilidade e a umidade pode indicar uma tempestade ou uma frente fria chegando.

Olho no céu

Basta olhar para cima. Aquelas nuvens muito compridas no sentido vertical e com a base reta podem muito bem se transformar em chuva forte. A observação é útil no verão, quando esse tipo de nuvem é comum. 

Urubu baixo

O urubu é um pássaro preguiçoso. Ele pega carona nas correntes de ar ascendentes para ganhar altura. Por isso, urubu voando baixo é sinal de que o ar quente vai começar a subir. Pode ser indício de chuva.

Sol e Lua

Um halo em torno da Lua ou um arco-íris ao redor do Sol podem denunciar a presença de nuvens bastante altas. Elas são comuns pouco antes da chegada de uma frente fria ou quente. Podem ser sinal de mudança no tempo.

Dá pra confiar no jornal

 Não é assim tão ingênuo dar uma olhadela no jornal pela manhã. Entre os dias 1 e 15 de dezembro de 1996, as previsões para São Paulo, Porto Alegre e Recife publicadas na Folha de S. Paulo, no O Estado de S. Paulo, na Zero Hora (Rio Grande do Sul) e no Diário de Pernambuco acertaram bastante, apesar de alguns problemas. O Diário de Pernambuco é o pior. Não traz dados específicos para Recife e o leitor tem de se contentar com intervalos de temperatura mínima e máxima que nem sempre batem com a realidade. No dia 5 de dezembro foram anunciadas mínima de 18 a 23 graus e máxima de 31 a 33. A mínima ficou em 22, mas a máxima foi de 29. Outro problema é a irregularidade. De quinze edições, cinco saíram sem a previsão.
A Zero Hora dá mais detalhes. O Rio Grande do Sul é dividido por cidades. Cálculos de chuva e instabilidade foram corretos, mas houve dias em que apareceu apenas a temperatura máxima, nem sempre certa. No dia 8 de dezembro, previu-se máxima 25 e fez 28,8 graus. 

Os jornais de São Paulo também acertaram em quase tudo, mas poderiam dar mais detalhes sobre chuvas. Anunciaram as pancadas dos dias 10 e 11. Só que no dia 10 caíram 18 milímetros e no dia 11, 63 milímetros. Saber a diferença de antemão teria sido de grande utilidade.

Sem mistério

Frente fria: é a região onde se encontram uma massa de ar quente e outra com temperatura inferior.

Sistema frontal: o mesmo que frente fria.

Massa de ar polar: massa de ar frio que se forma nos pólos e, devido ao movimento de rotação da Terra, se desloca, atingindo latitudes mais altas.

Linha de instabilidade: vários focos de tempestade alinhados que se formam pouco antes de a frente fria chegar.

Área de instabilidade: massa de ar quente que sobe e pode gerar chuvas fortes.

Umidade relativa: é a quantidade de vapor d’água no ar. Quando a umidade relativa está em 100%, isso significa que 4% do ar é composto de água. 

Nós: a velocidade na qual o vento se desloca (1 nó é igual a 1,8 quilômetro por hora). De 19 a 24 nós é um vento moderado, de 32 a 38, vento forte.

hpa: hectopascal. Unidade que mede a pressão do ar. Quanto mais baixa (o normal é 1 013), mais instável será o tempo.



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