Tornado de Xanxerê - 2015: Análise Sinótica e Caraceterização das Condições Atmosféricas Usando o Modelo WRF

Abstract

A ocorrência de tornados em SC e a escassez de estudos das características sinóticas das tempestades severas usando modelos numéricos, mostram a importância da realização do presente trabalho. Neste sentido, foi realizada uma investigação das condições atmosféricas favoráveis à formação de tornados, para isso foram usados dados de radar meteorológico, cartas sinóticas e reanálise do modelo ECMWF. A análise refere-se ao evento tornádico ocorrido em Xanxerê–SC, por volta das 18 UTC (15h00min, horário local) do dia 20 de abril de 2015. O período da análise sinótica foi de 48 horas, abrangendo o antes e durante a ocorrência da tempestade. Já o estudo do ambiente atmosférico local foi feito usando modelagem numérica. Com o modelo WRF foram realizados quatro experimentos numéricos. Os experimentos decorreram na mudança de parametrizações que influenciam nas condições de meso e escala local. As condições iniciais e de contornos foram usadas a partir das análises do modelo global Global Forecast System (GFS) do NCEP, com resolução espacial de 0.25° de latitude-longitude, resolução temporal de 6h (0h, 6h, 12h, 18h UTC), e 27 níveis na vertical. A análise sinótica mostrou que na região Sul, atuava em altos níveis o JST e em baixos níveis um JBN III que associados formam regiões favoráveis a ocorrência de tempestades severas. Ainda mostrou a atuação de uma frente fria que se encontrava entre o Paraguai e o Rio Grande do Sul no dia do tornado. Com relação aos experimentos numéricos com o WRF, o experimento que obteve os valores mais próximos dos valores de referência (Reanálise) foi o Exp04, o qual foi feitas mudanças na Camada Limite Planetária, inferindo que o ambiente atmosférico local foi influenciado significativamente pela camada limite. Os índices de instabilidade, calculados para o Exp04 apresentaram condição de instabilidade muito forte, apresentando valores compatíveis com a literatura, sugerindo que o ambiente atmosférico apresentou condições favoráveis à ocorrência de tempestades severas, o que inclui a possibilidade de eventos tornádicos.

The occurrence of tornadoes in State of Santa Catarina (Brazil) and the scarcity of using numerical models for severe storms synoptic studies, demonstrate the importance of performing the present work. In this work an investigation of favorable atmospheric conditions to tornado formation was done using data of meteorological radar, synoptic charts, and reanalysis of the ECMWF model was carried out. The analysis refers to the Tornadic event that occurred in Xanxerê-SC, around 18 UTC (15:00 local time) on April 20, 2015. The period of the synoptic analysis was 48 hours, covering the before and during the occurrence of the storm, in which data were used as satellite images The study of the local atmospheric environment was done using numerical modeling. Numerical simulations were performed WRF model, for four different experiments. The experiments took place on influencing parametrizations change on the meso and local scale conditions. The initial and contour conditions were used through the global NCEP Global Forecast System (GFS) with spatial resolution of 0.25 ° latitude-longitude, temporal resolution of 6h (0h, 6h, 12h, 18h UTC), and 27 levels vertically. Three relevant results were obtained in this research. The synoptic analysis showed that in the Brazilian South Region, Sub-Tropical Jet Stream was acting at high levels, and Low-Level Jet III at low levels that associated, forming favorable regions to the occurrence of severe storms. Also was showed the action of a cold front between the Country of Paraguay and the State of Rio Grande do Sul on the tornado day. In relation to the WRF numerical experiments, the experiment that obtained the closest values to the reference values (Reanalysis) was Exp04, which were made changes in the Planetary Limit Layer, suggesting that the local atmospheric environment was significantly influenced by the boundary layer. The instability index computed to Exp04 presented the very strong instability condition, acoording to literature , suggesting that the atmospheric environment presented conditions favorable to the severe storms occurrence, which includes the possibility of tornadic events.