RUIBRAN JANUÁRIO DOS REIS

Mapeando a climatologia das descargas atmosféricas em Minas Gerais, utilizando dados de 1989 a 2002 - uma análise exploratória -

Tese apresentada ao Programa de Pós-graduação em Geografia – Tratamento da Informação Espacial, como requisito parcial à obtenção do Título de Doutor

Área de concentração : Análise Espacial Orientador : Dr.João Alberto de Pratini de Morais Co-Orientador : Dr. João Francisco de Abreu Doutorando : Ruibran Januário dos Reis

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS

Belo Horizonte 2005

FICHA CATALOGRÁFICA Elaborada pela Biblioteca da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais

Reis, Ruibran Januário dos R375m Mapeando a climatologia das descargas atmosféricas em Minas Gerais, utilizando dados de 1989 a 2002: uma análise exploratória / Ruibran Januário dos Reis. Belo Horizonte, 2007. 131f. : il.

Orientador: João Alberto de Pratini de Morais Tese (/Doutorado) – Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Tratamento da informação espacial.

1. Análise espacial (Estatística). 2. Climatologia – Minas Gerais. 3. Raio. I. Morais, João Alberto de Pratini de. II. Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Programa de Pós- Graduação em Tratamento da informação espacial. III. Título.

CDU: 551.58(815.1)

Título: “Mapeando a climatologia das descargas atmosféricas em Minas Gerais, utilizando dados de 1989 a 2002 – Uma análise exploratória”

Autor: Ruibran Januário dos Reis Data da Defesa: 06/ setembro/ 2005

Prof. Dr. João Alberto Pratini de Moraes (PUC Minas/ Orientador)

Prof. Dr. João Francisco de Abreu (PUC Minas : Co-Orientador)

Prof. Dr. Aurélio Muzzarelli (PUC Minas : Universidade de Bolonha – Itália)

Prof. Dr. Wolney Lobato (PUC Minas)

Prof. Dr. Osmar Pinto Junior (INPE)

Prof. Dr. Daniel Pereira Guimarães (EMBRAPA)

Aos meus pais, Aldebrandes e Ana ( in memoriam ), à minha esposa, Maria Inês, e aos meus filhos Douglas, Luciano e Cristiano.

AGRADECIMENTOS

À minha família, que participou de todos os momentos preocupantes e felizes durante a realização da tese.

Aos professores doutores João Alberto de Pratini Morais e João Francisco de Abreu, respectivamente orientador e co-orientador, que, com suas sugestões e apoio, possibilitaram a realização e apresentação da pesquisa. Também ao coordenador do programa de pós-graduação em Geografia com ênfase em Tratamento da Informação Espacial, professor doutor Oswaldo Bueno Amorim Filho e ao coordenador adjunto, professor Leônidas Conceição Barroso.

À Companhia Energética de Minas Gerais – CEMIG, na pessoa do Diretor de Geração e Transmissão, Engenheiro Elmar Santana, ao Superintendente de Planejamento da Operação de Sistemas da Geração e Transmissão, Engenheiro Hélder Godinho e ao Chefe do Departamento de Planejamento Hidroenergético, Engenheiro Aelton Marques de Faria, o meu agradecimento pelo apoio em toda a fase de desenvolvimento da pesquisa.

Aos colegas do Departamento de Planejamento Hidroenergético, em especial aos técnicos Carlos Wagner e Geraldo Manoel, que sempre me auxiliaram no desenvolvimento e nos momentos de discussão.

Aos colegas professores da PUC Minas, que muitas vezes me auxiliaram nas discussões a respeito das “teorias da Geografia” e, principalmente, a ter o “espírito geográfico”.

Agradecimento especial a todos os estagiários do Centro de Climatologia – MGtempo, que não mediram esforços para auxiliar na concretização do trabalho.

A todos que, direta ou indiretamente, contribuíram para o desenvolvimento da pesquisa.

RESUMO

As descargas atmosféricas são um fenômeno meteorológico surgido praticamente no início da formação do planeta Terra. Provocou medo, superstições, mas não diminuiu seu poder de destruição, atualmente estimado em cerca de quinhentos milhões de dólares no Brasil.

A Companhia Energética de Minas Gerais – Cemig estuda o fenômeno da descarga atmosférica e sua influência nas linhas de transmissão desde 1971. Inicialmente, os dados eram coletados através de anotações em cartelas, depois com contadores e finalmente por uma rede de coleta de dados de descargas atmosféricas em tempo real.

Este trabalho apresenta inicialmente uma revisão epistemológica dos resultados das pesquisas sobre descargas atmosféricas no Estado de Minas Gerais. Em seguida, são apresentados os principais fatores meteorológicos que podem influenciar na formação, distribuição e alteração, temporal e espacial, das descargas atmosféricas.

A utilização do Sistema de informações Geográficas – SIG para visualização dos resultados na forma de mapas foi fundamental para a análise dos resultados. Foram utilizados os softwares VIS, MapInfo e Surfer.

Os dados coletados para o estudo compreenderam o período de 1989 a 2002, no total de 15.330.571 descargas atmosféricas. O banco de dados foi criado a partir das informações sobre a latitude, longitude e polaridade de cada descarga atmosférica.

Em Minas Gerais, os meses que apresentaram o maior número médio de descargas atmosféricas foram novembro, dezembro, janeiro e fevereiro, sendo que fevereiro apresentou o maior valor médio mensal, 162.000.

O “cinturão”, região com maior densidade de descargas atmosféricas posicionada no sentido leste-oeste, já havia sido encontrado por outros pesquisadores, mas o trabalho mostrou a exata localização dos núcleos de maiores densidades.

A topografia não representa o principal fator na organização e distribuição das descargas atmosféricas em Minas Gerais, mas é um dos fatores significativos no aumento da densidade em alguns municípios.

Os fenômenos El Niño, La Niña e aquecimento global não chegam a atuar diretamente na quantidade anual de descargas atmosféricas em Minas Gerais; entretanto, há indícios de mudança na distribuição espacial.

Apesar dos trabalhos já realizados em Minas Gerais, a pesquisa mostrou a necessidade de se estudar detalhadamente à influência do microclima de cada município do Estado, para melhor compreensão do fenômeno.

Palavras-chaves : Análise espacial; Climatologia; Descargas atmosféricas.

ABSTRACT

Atmospheric discharges are a meteorological phenomenon that appeared practically in the beginning of the formation of planet Earth. They provoked fear, superstitions, but did not diminish their power of destructions, nowadays estimated in about five hundred million dollars in Brazil.

Companhia Energética de Minas Gerais – CEMIG studies the atmospheric discharge phenomenon and its influence in the transmission lines since 1971. Initially, the data were gathered through records in notebooks, after that it was done with counters and finally by a gathering network of atmospheric discharges data in real time.

This works presents initially an epistemological review of the researches data about atmospheric discharges in Minas Gerais state. After that, the main meteorological factors that can influence in the formation, distribution and alteration, both temporal and spatial, of the atmospheric discharges are presented.

The use of Sistema de Informações Geográficas – SIG (Geographic Information System – GIS) to visualize the data as maps was fundamental to analyze the results. Softwares VIS, MapInfo and Surfer were used.

Collected data to this study comprehended the period from 1989 to 2002, with a total of 15.330.571 atmospheric discharges. The database was generated from information about latitude, longitude and polarity of each atmospheric discharge.

In Minas Gerais, the months that presented the highest average number of atmospheric discharges were November, December, January and February, and February presented and the highest monthly average value, 162.000.

The “cinturão” (belt), region with highest atmospheric discharges density located in a direction east-west, had already been found by other researchers, but this work showed the exact position of the nuclei with higher densities.

Topography does not represent the main factor on the atmospheric discharges organization and distribution in Minas Gerais, but it is one of the most significant factors related to the density increase in some municipal areas.

The phenomena El Niño, La Niña and global warming do not act directly on the yearly quantity of atmospheric discharges in Minas Gerais; however, there are some signs of changing in the spatial distribution.

In spite of the works already done in Minas Gerais, this research showed the need of studying in detail the influence of the microclimate of each municipal area of Minas Gerais state, for a better understanding of the phenomenon.

Key words: Spatial analysis; Climatology; Atmospheric Discharges

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS...... I VII LISTA DE TABELAS ......

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO...... 1 CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA...... 6 2.1 – Nível ceráunico...... 6 2.2 – Contadores de descargas atmosféricas...... 10 2.3 – Sistema de localização de tempestades – SLT...... 12 2.4 – Fenômenos El Niño e La Niña...... 24 2.5 – Aquecimento global...... 30 CAPÍTULO 3 - BASES TEÓRICAS...... 37 3.1 – Características do relevo de Minas Gerais...... 38 3.2 – Climatologia de Minas Gerais...... 40 3.2.1 - Classificação climática de Minas Gerais...... 40 3.2.2 – Distribuição espacial dos principais elementos climáticos em Minas Gerais...... 44 3.3 – Formação das descargas atmosféricas...... 51 3.3.1 – Ciclo hidrológico...... 51 3.3.2 – Processos físicos de formação de nuvens...... 54 3.3.3 – Ciclo de vida de uma nuvem de tempestade...... 59 3.4.4 – Formação das descargas atmosféricas...... 61 3.4.5 – Relâmpagos nuvem-solo...... 67 CAPÍTULO 4 - METODOLOGIA...... 71 4.1 – Sistemas de informações geográficas – SIG...... 71 4.2 – Princípio do sistema de localização de tempestades...... 75

4.3 – Dados do sistema de localização de tempestades...... 79 CAPÍTULO 5 - ANÁLISE DOS RESULTADOS...... 85 5.1 - Descargas atmosféricas...... 85 5.2 - Densidade de descargas atmosféricas...... 87 5.3 - Análise da polaridade...... 96 5.4 - Dias de trovoadas...... 106 5.5 – Influência da topografia na organização das descargas atmosféricas...... 118 5.6 – Influência dos fenômenos El Niño e La Niña nas descargas atmosféricas em Minas Gerais...... 120 5.7 – Influência do aquecimento global nas descargas atmosféricas em Minas Gerais...... 128 CAPÍTULO 6 - CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES...... 131 REFERÊNCIAS ...... 138 ANEXO A...... 146 ANEXO B...... 163 ANEXO C...... 178 ANEXO D...... 185

I

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 – Número médio anual de dias de trovoadas por ano...... 7 Figura 2.2 – Dias de trovoadas por ano...... 8 Figura 2.3 – Número de dias de trovoadas por ano...... 9 Figura 2.4 – Rede de contadores de descargas atmosféricas da Cemig... 10 Figura 2.5 – Densidade de descargas atmosféricas – período 1985/1995...... 11 Figura 2.6 – Trajetórias das tempestades na região metropolitana de Belo Horizonte...... 13 Figura 2.7 – Região considerada no estudo de Pinto Jr et al., 1999...... 15 Figura 2.8 – Densidade de descargas atmosféricas medidas no Sudeste do Brasil em 1993...... 16 Figura 2.9 – Distribuição mensal das descargas atmosféricas ocorridas em Minas Gerais/1993...... 17 Figura 2.10 – Variação sazonal das descargas atmosféricas ocorridas em Minas Gerais/ 1993...... 18 Figura 2.11 – Área de estudo utilizada por Mendes Jr. et al 1998...... 19 Figura 2.12 – Descargas nuvem-solo na estação do verão em Minas Gerais: período de 1988/95...... 20 Figura 2.13 – Área de estudo utilizada no estudo de Naccarato, 2001...... 21 Figura 2.14 – Percentual de relâmpagos positivos encontrados por Naccarato (2001)...... 22 Figura 2.15 – Valores médios da corrente de pico (kA) para relâmpagos negativos e positivos ...... 23 Figura 2.16 – Condição atmosférica de normal ...... 25 Figura 2.17 – Condição atmosférica de El Niño...... 26 Figura 2.18 – Condição atmosférica de La Niña...... 26 Figura 2.19 - Evolução da anomalia da TSM em anos de El Niño...... 28 Figura 2.20 - Evolução da anomalia da TSM em anos de La Niña...... 28

II14

Figura 2.21 - Índice de oscilação sul – 1989 a 2002...... 29 Figura 2.22 - Mauna Loa, Hawaii, U.S.A...... 34 Figura 2.23 – Concentração de dióxido de carbono em Mauna Loa, Havaí 35 Figura 2.24 – Anomalia global da temperatura do ar...... 36 Figura 3.1 – Mapa altimétrico de Minas Gerais...... 38 Figura 3.2 – Classificação climática de Minas Gerais segundo Köppen..... 43 Figura 3.3 – Precipitação média anual em Minas Gerais no período de 1961 a 1990...... 45 Figura 3.4 – Número médio anual de dias de chuvas em Minas Gerais..... 46 Figura 3.5 – Temperatura média anual em Minas Gerais...... 48 Figura 3.6 – Direção predominante média anual dos ventos em Minas Gerais...... 49 Figura 3.7 – Velocidade média anual dos ventos em Minas Gerais...... 50 Figura 3.8 – Distribuição proporcional da água...... 51 Figura 3.9 – Ciclo hidrológico...... 52 Figura 3.10 – Estimativa da transferência de água no ciclo hidrológico..... 53 Figura 3.11 – Ilustração dos vários tipos de nuvem...... 55 Figura 3.12 – Formação frontal...... 56 Figura 3.13 – Formação convectiva...... 57 Figura 3.14 – Formação orográfica...... 58 Figura 3.15 a, b, c – Seção transversal idealizada de uma célula de tempestade...... 60 Figura 3.16 - Processo de eletrificação das nuvens...... 62 Figura 3.17 – Processo termoelétrico de separação de cargas dentro das nuvens de tempestade...... 63 Figura 3.18 – Distribuição das descargas atmosféricas dentro de uma nuvem...... 64 Figura 3.19 a – Relâmpago intra-nuvem ...... 65 Figura 3.19 b – Relâmpago da nuvem para cima...... 65 Figura 3.19 c – Relâmpago para o ar ...... 65

III15

Figura 3.19 d – Relâmpago nuvem-solo...... 66 Figura 3.19 e – Relâmpago solo-nuvem...... 66 Figura 3.19 f – Relâmpago entre-nuvem...... 66 Figura 3.20 – Seqüência temporal de eventos durante um relâmpago nuvem-solo negativo com uma descarga de retorno...... 68 Figura 4.1 - Eficiência na localização – 4 sensores – jan/89 a mai/95...... 77 Figura 4.2 - Eficiência na localização – 6 sensores – jun/95 a out/96...... 77 Figura 4.3 - Eficiência na localização – 7 sensores – nov/96 a set/98...... 78 Figura 4.4 - Eficiência na localização – 16 sensores - out/98 a jul/91...... 78 Figura 4.5 - Eficiência na localização – 22 sensores ...... 79 Figura 4.6 - Exemplo de atributos criado através do software MapInfo...... 81 Figura 4.7 – Grid 20 X 20 km...... 82 Figura 4.8 – Pontos de centróides...... 83 Figura 5.1 – Descargas atmosféricas médias mensais em Minas Gerais... 86 Figura 5.2 – Total de descargas atmosféricas anuais...... 87 Figura 5.3 – Mapa de densidade de descargas atmosféricas em Minas Gerais...... 90 Figura 5.4 – Comparação entre a densidade de descargas atmosféricas observadas pelos contadores e pelo SLT...... 92 Figura 5.5 – Densidade de descargas médias no verão...... 93 Figura 5.6 – Densidade de descargas médias no outono...... 94 Figura 5.7 – Densidade de descargas médias no inverno...... 95 Figura 5.8 – Densidade de descargas médias na primavera...... 96 Figura 5.9 – Relação entre descargas atmosféricas de polaridade positiva e negativa...... 97 Figura 5.10 - Comparação entre as polaridades positivas e negativas em cada região...... 98 Figura 5.11 - Campo das Vertentes...... 99 Figura 5.12 - Central mineira...... 100 Figura 5.13 – Jequitinhonha...... 100 IV

Figura 5.14 – Metropolitana...... 101 Figura 5.15 – Noroeste...... 101 Figura 5.16 – Norte...... 102 Figura 5.17 – Oeste...... 102 Figura 5.18 - Sul-Sudoeste...... 103 Figura 5.19 – Triângulo...... 103 Figura 5.20 - Vale do Mucuri...... 104 Figura 5.21 - Vale do Rio Doce...... 104 Figura 5.22 - Zona da Mata...... 105 Figura 5.23 – Número médio de dias de trovoadas em Minas Gerais...... 107 Figura 5.24 – Comparação entre mapas de dias de trovoadas gerados a partir de observadores locais e com dados do SLT...... 108 Figura 5.25 – Número de dias de trovoadas no ano de 1989 em Minas Gerais...... 110 Figura 5.26 – Número de dias de trovoadas no ano de 1990 em Minas Gerais...... 110 Figura 5.27 – Número de dias de trovoadas no ano de 1991 em Minas Gerais...... 111 Figura 5.28 – Número de dias de trovoadas no ano de 1992 em Minas Gerais...... 111 Figura 5.29 – Número de dias de trovoadas no ano de 1993 em Minas Gerais...... 112 Figura 5.30 – Número de dias de trovoadas no ano de 1994 em Minas Gerais...... 112 Figura 5.31 – Número de dias de trovoadas no ano de 1995 em Minas Gerais...... 113 Figura 5.32 – Número de dias de trovoadas no ano de 1996 em Minas Gerais...... 113 Figura 5.33 – Número de dias de trovoadas no ano de 1997 em Minas V17

Gerais...... 114 Figura 5.34 – Número de dias de trovoadas no ano de 1998 em Minas Gerais...... 114 Figura 5.35 – Número de dias de trovoadas no ano de 1999 em Minas Gerais...... 115 Figura 5.36 – Número de dias de trovoadas no ano de 2000 em Minas Gerais...... 115 Figura 5.37 – Número de dias de trovoadas no ano de 2001 em Minas Gerais...... 116 Figura 5.38 – Número de dias de trovoadas no ano de 2002 em Minas Gerais...... 116 Figura 5.39 – Comparação entre a orografia e a média anual de descargas atmosféricas em Minas Gerais...... 118 Figura 5.40 – Anomalia de descargas atmosféricas no verão de 1991/1992 em Minas Gerais...... 121 Figura 5.41 – Anomalia de descargas atmosféricas no verão de 1993/1994 em Minas Gerais...... 122 Figura 5.42 – Anomalia de descargas atmosféricas no verão de 1994/1995 em Minas Gerais...... 123 Figura 5.43 – Anomalia de descargas atmosféricas no verão de 1995/1996 em Minas Gerais...... 124 Figura 5.44 – Anomalia de descargas atmosféricas no verão de 1997/1998 em Minas Gerais...... 125 Figura 5.45 – Anomalia de descargas atmosféricas no verão de 1998/1999 em Minas Gerais...... 126 Figura 5.46 – Descargas atmosféricas ocorridas nos meses de verão em Minas Gerais...... 127 Figura 5.47 – Comparação entre a quantidade de descargas atmosféricas anual em Minas Gerais e a anomalia de temperatura do ar global...... 129

VI18

Figura 5.48. Distribuição mensal das descargas atmosféricas ocorridas entre 1989 e 2002...... 130

19VII

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 - Níveis ceraúnicos de diversos países...... 8 Tabela 2.2 – Densidade de descargas atmosféricas para a Terra...... 12 Tabela 2.3 – Anos de ocorrência de El Niño...... 27 Tabela 3.1 – Classificação climática de Köppen...... 42 Tabela 3.2 – Classificação das nuvens segundo a altura da base...... 55 Tabela 4.1 – Comparação entre representações de mapas temáticos...... 74 Tabela 5.1 – Municípios de Minas Gerais com maiores densidades de 2 desc./km /ano...... 89

1

CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO

No intervalo compreendido entre a superfície da Terra e uma altitude de 15 a

20 km, isto é, dentro do estrato geográfico terrestre , definido por Grigoriev, em 1968,

é que ocorrem os fenômenos meteorológicos mais severos, dentre eles as descargas atmosféricas.

Desde a sua formação, há 4,5 bilhões de anos, o clima da Terra sofreu várias modificações, com períodos alternados entre aquecimento e resfriamento. A composição da atmosfera variou nesse período, tendo no início uma alta concentração de dióxido de carbono, onde ocorreram grandes quantidades de descargas atmosféricas e, segundo a teoria de Berkner e Marshall, desenvolvida na década de 1960, a evolução da concentração atual de oxigênio (aproximadamente

21%) demorou bilhões de anos para acontecer.

O experimento de Benjamin Franklin, em 1750, abriu as portas para o estudo das descargas atmosféricas. Fenômeno até então puramente explicativo, começou a tomar uma forma quantitativa, pois Franklin mostrou a existência de cargas elétricas nos relâmpagos. 2

Segundo Krider (1999), por mais de 170 anos o estudo das descargas atmosféricas permaneceu em sua forma qualitativa. Conhecimentos sobre as propriedades físicas das descargas e sistemas de proteção começaram a surgir a partir da década de 1920.

Trabalhos sobre descargas atmosféricas podem ser encontrados em várias partes do mundo, Krider (1999) resume os principais trabalhos. Boys em 1926, mostra ser possível o conhecimento físico do fenômeno das descargas atmosféricas através de uma câmera construída por ele. O autor também cita que os trabalhos publicados por B. F. J. Schonland e D. J. Malan, no período de 1933 a 1938, foram de grande importância para o entendimento do fenômeno.

Em Minas Gerais, pode-se dizer que a Cemig foi pioneira no estudo de descargas atmosféricas, quando em 1971 iniciou o processo de coleta de dados em cartelas, pelo qual os observadores anotavam diariamente se haviam ocorrido ou não trovoadas na região (CARVALHO et al 1992).

A instalação, em 1985, pela Cemig, de uma rede de contadores de descargas atmosféricas, com coleta de informações em 43 pontos do Estado, instalados em locais previamente estudados, foi também um outro grande marco no estudo das descargas atmosféricas no Brasil.

Em 1986, a Cemig instalou na Serra do Cachimbo, região próxima de Belo

Horizonte, uma estação composta de um mastro de 60 metros de altura, juntamente

com um sistema computacional que possibilitou estudar as características das descargas atmosféricas em Minas Gerais. Após a incidência de mais de 41 descargas atmosféricas, a pesquisa mostrou que a intensidade média das descargas atmosféricas em Minas Gerais é superior em cerca de 30% da observada no mundo

(TRIGINELLI et al 1994).

A instalação em Minas Gerais do primeiro Sistema de Localização de

Descargas Atmosféricas – SLT da América Latina, no final de 1988 pela Cemig, possibilitou o início da criação de um banco de dados com informações das descargas atmosféricas que ocorrem no Estado. O sistema determina, para cada descarga atmosférica ocorrida, as informações de latitude, longitude, hora, polaridade e intensidade, além de manter um banco de dados.

Conforme Rodrigues (2004), o volume de informações dessa pesquisa tornou- se facilmente “manipulável e compreensível” através da utilização do GIS

(Geographic Information System) – Sistema de Informações Geográficas.

O objetivo principal deste trabalho é mapear a climatologia das descargas atmosféricas em Minas Gerais, através da análise de dados temporais e espaciais; além do total médio anual de descargas ocorridas em Minas Gerais, também será feita uma análise regional da polaridade das descargas atmosféricas.

O estudo terá como base as descargas atmosféricas coletadas no período compreendido entre 1989 e 2002. Serão confeccionados mapas de densidades, dias de trovoadas médias do período e também por estação do ano, mensal e anual. 4

Além da introdução (cap. 1), no capítulo 2 é feita uma revisão bibliográfica, com análise dos principais trabalhos publicados em livros e congressos, sobre a utilização de informações que permitiram a evolução do sistema de localização de tempestades em Minas Gerais.

No capítulo 3 são apresentados os contextos geográficos de Minas Gerais, mapas altimétricos, de temperatura do ar, precipitação, dias de chuva e velocidade do vento. Também são apresentados os conceitos dos fenômenos El Niño, La Niña e aquecimento global, bem como a explicação dos processos físicos de formação de uma nuvem até a formação de uma descarga atmosférica.

No capítulo 4 é feita uma explanação dos processos de coleta, elaboração de banco de dados e análise.

No capítulo 5 são analisadas as descargas atmosféricas ocorridas em Minas

Gerais no período de 1989 a 2002, através de gráficos e mapas. Também é feita uma comparação dos dados com os fenômenos El Niño, La Niña e aquecimento global.

No capítulo 6 são apresentadas as conclusões obtidas da análise dos dados e recomendações para pesquisas futuras. No capítulo 7 são apresentadas as referências bibliográficas utilizadas. O trabalho possui anexos A, B, C e D.

6

CAPÍTULO 2

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

O estudo das descargas elétricas no Brasil começou a ser feito pelas companhias de eletricidade. Pode-se dizer que a pesquisa foi iniciada pela Cemig, em 1971, obtendo informações de níveis ceráunicos muito importantes para o estágio atual das pesquisas. O objetivo deste capítulo é fazer uma revisão bibliográfica dos trabalhos de pesquisa em descargas atmosféricas.

2.1 – Nível ceráunico

Carvalho et al.(1992), Triginelli et al.(1994) e Diniz et al. (1996) apresentaram os resultados das pesquisas que estavam desenvolvendo na Cemig desde 1971, sobre dias de trovoadas e de densidade de descargas atmosféricas (figura 2.1). O nível ceráunico em Minas Gerais começou a ser obtido nesse ano, em aproximadamente 565 postos; com base nas informações coletadas, pode-se verificar sua variação média anual.

De acordo com a figura 2.1, os valores máximos anuais do nível ceráunico ocorreram em 1972, 1983 e 1991 e o seu menor nível ocorreu em 1988. A média anual, em Minas Gerais, foi de 67 dias de trovoadas. 7

140

120

100

80

60

OUVIDAS 40

20

DIAS DE TROVOADAS TROVOADAS DE DIAS 0

NÚMERO MÉDIO ANUAL DE DE ANUAL MÉDIO NÚMERO 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95

ANO

Figura 2.1 – Número médio anual de dias de trovoadas por ano

A figura 2.2 mostra um cartograma com a distribuição anual dos dias de trovoadas nos Estados de Minas Gerais, Espírito Santo, Rio de Janeiro, São Paulo e

Goiás. Os dados coletados em Minas Gerais se referem ao período de 1971 a 1995.

Os dados dos demais Estados começaram a ser incorporados, na estatística da

Cemig a partir de 1978.

As regiões de Minas Gerais que apresentam maior número de dias com trovoadas por ano são o Triângulo, Alto São Francisco, Noroeste e Sudoeste. Os valores mais altos foram observados na região do município de Uberaba, que registrou acima de 120 dias/trovoadas/ano. Os menores valores foram observados em algumas localidades situadas nas regiões Norte, Nordeste e Leste de Minas

Gerais, abaixo de 40 dias/trovoadas/ano. Figura 2.2 – Dias de trovoadas por ano (cartograma) Fonte: Carvalho et al. 1992, e Diniz et al. 1996

A tabela 2.1 mostra a comparação dos níveis ceráunicos em diversos países.

Verifica-se que os índices ceráunicos em outros países ficam abaixo dos observados em Minas Gerais, variando entre 5 e 107 dias de trovoadas/ano.

Tabela 2.1 – Níveis ceráunicos de diversos países Local Nível ceraunico Local Nível ceraunico África do Sul 5 a 100 Austrália 5 a 107 Itália 11 a 60 Finlândia 17 França 20 a 30 Alemanha 15 a 35 Fonte: Carvalho et al. 1992.

A NBR 5419, da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT, de junho de 1993, apresentou um mapa com número de dias de trovoadas no Brasil; entretanto, não há informação de como os dados foram coletados. Pode-se observar no cartograma, figura 2.3, que os dados referentes a Minas Gerais, principalmente nas regiões Norte e Nordeste, estão muito abaixo dos observados pela Cemig.

Figura 2.3 – Número de dias de trovoadas por ano (cartograma) Fonte: NBR 5419

2.2 – Contadores de descargas atmosféricas

Carvalho et al. (1992) e Diniz et al. (1996) também apresentaram os resultados obtidos pela rede de contadores de descargas atmosféricas. A Cemig instalou 43 contadores de descargas atmosféricas, conforme a figura 2.4, onde o raio de ação de cada contador era de 20 km.

Figura 2.4 – Rede de contadores de descargas atmosféricas da Cemig

O resultado da pesquisa mostrou, conforme o cartograma, figura 2.5, que as densidades das descargas atmosféricas em Minas Gerais variam entre 1 e 9 descargas/km²/ano, com valores crescentes da região Norte para a Sul. Os maiores valores, acima de 9 descargas/km²/ano, foram observados na região dos municípios de São João Del Rey e Jaguara (próximo aos municípios de Uberaba e Araxá). As regiões Norte e Nordeste apresentaram densidades abaixo de 2 descargas/km²/ano.

Os municípios localizados nas regiões Noroeste, Triângulo, Alto São Francisco, Alto

Paranaíba, Central, Zona da Mata e Sul apresentaram 5 descargas/km²/ano.

Figura 2.5 – Densidade de descargas atmosféricas – período 1985/1995 (cartograma)

Fonte: Carvalho et al. 1992, e Diniz et al. 1996

A tabela 2.2 mostra a comparação entre a densidade de descargas observadas em Minas Gerais e as observadas em outros países.

Tabela 2.2 – Densidade de descargas atmosféricas para a Terra

Local Densidade Local Densidade (dens./km²/ano (dens./km²/ano

Brasil 1 a 9 África do Sul 1 a 12 Austrália 0,2 a 4 Alemanha 1 a 5,5 Itália 1 a 4 México 1 a 10 Fonte: Carvalho, et al. 1992.

2.3 – Sistema de localização de tempestades – SLT

Reis (1994) apresentou a utilização do SLT para a previsão de tempo de curto prazo; seu estudo foi baseado em uma série de eventos severos ocorridos na região metropolitana de Belo Horizonte. A partir dos dados obtidos pelo SLT, foi possível determinar a trajetória das principais tempestades que ocorrem na região e identificar os principais fenômenos que as organizam.

O cartograma, figura 2.6, mostra as trajetórias das principais tempestades.

Figura 2.6 – Trajetórias das tempestades na região metropolitana de Belo Horizonte (cartograma)

Trajetória 1- as nuvens cúmulos-nimbos se formam na região do município de

Sete Lagoas, no período da tarde ou noite, e estão associadas a linhas de instabilidade. Normalmente causam chuvas em toda a região metropolitana.

Trajetória 2 – as nuvens se formam na região do município de Pará de Minas e estão associadas a linhas de instabilidade e a sistemas frontais. Elas causam chuvas em toda a região metropolitana, principalmente no período da noite.

Trajetória 3 – as tempestades que se deslocam ao longo desse percurso são as mais fortes e estão associadas a sistemas frontais. Têm origem nas regiões dos municípios de Divinópolis e Pedra do Indaiá e ocorrem no período da tarde e noite. Causam chuvas em toda a região metropolitana; entretanto, as chuvas são mais intensas nos municípios de Betim, Contagem e Belo Horizonte.

Trajetória 4 – as tempestades que na trajetória 3 são convectivas, formam-se à tarde na região do município de Ibirité e causam chuvas somente em alguns bairros de Belo Horizonte.

Trajetória 5 – as tempestades se formam na região do município de Rio Acima, no período da tarde, e se caracterizam por causar chuvas fortes, de curta duração, acompanhadas de granizos.

Trajetória 6 – as tempestades que se formam e caminham nessa trajetória chegam com forte intensidade em Belo Horizonte, normalmente uma vez a cada três anos, e estão associadas ao sistema frontal que se encontra na região Leste do Estado de Minas Gerais.

Gin et al.(1999) analisaram os dados de descargas atmosféricas ocorridas no

Estado de São Paulo durante os dias 22 a 25 de fevereiro de 1998. Utilizaram para esse estudo os dados do sistema LPATS, do Sistema Meteorológico do Paraná –

Simepar. Apesar de o estudo apresentar as características das descargas de apenas um evento, os autores concluíram que a alta correlação entre o deslocamento das variáveis elétricas e meteorológicas mostrou que as variáveis elétricas podem ser utilizadas no monitoramento meteorológico em sistemas de alerta e vice-versa.

Pinto Jr et al.(1999) utilizaram os dados do ano de 1993, obtidos no sistema de localização de tempestades (SLT) da Cemig. A região considerada pelo estudo compreendeu uma área de aproximadamente 55 x 55 km, conforme mostra o cartograma, figura 2.7.

Figura 2.7 – Região considerada no estudo de Pinto Jr et al., 1999 (cartograma)

O cartograma, figura 2.8, mostra o resultado da análise das descargas atmosféricas ocorridas no ano de 1993, num total de 1.118.000 descargas.

Figura 2.8 – Densidade de descargas atmosféricas medidas no Sudeste do Brasil em 1993 (cartograma)

Fonte: Pinto Jr et al., 1999.

A densidade máxima de descargas foi de 15,5 descargas/km²/ano. Portanto, o valor foi superior ao encontrado com a utilização da rede de contadores de descargas atmosféricas da Cemig e ao encontrado por Orville (1997, EUA), que variou entre 9 e 11 descargas/km²/ano. A porcentagem de descargas negativas foi de 65% e a de positivas foi de 35%.

Pinto et al. (1999 a) concluíram que, na distribuição geográfica das descargas atmosféricas, não existia correlação entre descargas negativas e a latitude. Pinto Jr et al. (1999 b) mostraram que, em 1993, os meses de março e novembro foram os que apresentaram o maior número de descargas atmosféricas em Minas Gerais. E os meses que apresentaram os menores valores foram maio, junho, julho e agosto o que isto era de se esperar, pois são os meses mais secos do ano. A figura 2.9 mostra a distribuição mensal das descargas atmosféricas ocorridas no ano de 1993.

Figura 2.9 – Distribuição mensal das descargas atmosféricas ocorridas em Minas Gerais/1993

Fonte: Pinto Jr et al. 1999b.

É importante observar, na figura 2.9, que o mês de janeiro, considerado o segundo mais chuvoso em quase todas as localidades de Minas Gerais, é o sexto na seqüência dos meses com descargas atmosféricas.

Os autores também verificaram que o número de descargas atmosféricas na primavera é maior do que nas outras estações do ano.

A figura 2.10 mostra que o verão é a segunda estação com maior número de descargas atmosféricas.

Figura 2.10 – Variação sazonal das descargas atmosféricas ocorridas em Minas Gerais/ 1993

Fonte: Pinto, Jr et al., 1999b.

Mendes Jr. et al, (1998) utilizaram os dados do sistema de localização de tempestades (SLT) da Cemig de 1988 a 1995 para elaborar uma análise climatológica das descargas atmosféricas na região Sudeste do Brasil. Os dados considerados foram: data, hora, sensor utilizado para detectar a descarga, latitude, longitude e estimativa da amplitude do pico de corrente. Foi delimitada a área de estudo entre as latitudes 14º S e 23º S e longitude 39º W e 52 º W, considerando uma estimativa de eficiência do SLT superior a 70% na localização das descargas. A figura 2.11 mostra a área de estudo:

No estudo foram utilizados somente dados de descargas atmosféricas com amplitude de corrente acima de 15 kA, a fim de evitar a contaminação da existência de descargas nuvem-nuvem (ZAIMA et al. 1997).

Figura 2.11 – Área de estudo utilizada por Mendes Jr et al. 1998

Analisando-se os dados das estações chuvosas de 1988-1989 e 1994-1995, pode-se observar as seguintes razões na quantidade de diferentes polaridades:

Negativos: 71,6 %

Positivos: 27,4%

Bipolares: 1,0 %

A figura 2.12 mostra alguns dos resultados encontrados por Mendes Jr. et al.

(1998). O total foi de 4.487.295 descargas atmosféricas nuvem-solo analisadas no período de 1988/95.

Figura 2.12 – Descargas nuvem-solo na estação do verão em Minas Gerais: período de 1988/95

Fonte: Mendes Jr. et al. (1998)

É mais comum encontrar relâmpagos múltiplos em descargas com polaridades negativas. Todavia, o percentual de descargas com polaridades positivas verificado é muito mais alto que o encontrado em outros países e mesmo nessa região, indicando que os resultados na figura 2.12 ainda poderão estar contaminados por relâmpagos dentro de nuvens.

Naccarato (2001) utilizou a base de dados do SLT da Cemig para obter os principais aspectos dos relâmpagos em função das condições geográficas e sazonais, tomando dados do verão e do inverno de 1999 e 2000. O trabalho de

Naccarato será retomado principalmente na discussão dos resultados, no capítulo 5.

A figura 2.13 mostra a área de estudo considerada por Naccarato.

Figura 2.13 – Área de estudo considerada no estudo de Naccarato, 2001.

O autor encontrou um percentual de relâmpagos positivos na região Sudeste do Brasil significativamente maior no inverno (média de 23%), em comparação com o verão (média de 5,7%). A figura 2.14 mostra a comparação percentual de relâmpagos positivos por estação do ano. 30

27,5

25

22,5

20

17,5

15 (%)

12,5

10

7,5

5

2,5

0 Verão 2000 Verão 1999 Inverno 2000 Inverno 1999

Figura 2.14 – Percentual de relâmpagos positivos encontrado por Naccarato (2001)

Os resultados de Naccarato (2001) mostraram que os relâmpagos apresentam uma intensidade de corrente 18,9 % maior no verão (média de 36,9kA) que no inverno (média de 29,9kA). Para relâmpagos positivos, o autor encontrou médias de

50,5kA no inverno e 46,0 kA no verão. A figura 2.15 mostra os valores da corrente de pico encontrados por Naccarrato.

Figura 2.15 – Valores médios da corrente de pico (kA) para relâmpagos negativos e positivos

Fonte: Naccarato (2001)

O autor procurou verificar a influência da “ilha de calor” no aumento de relâmpagos em regiões urbanas; o estudo foi realizado para a grande São Paulo e grande Campinas. Os resultados indicam forte indício da atividade antrópica na distribuição espacial dos relâmpagos nas regiões urbanas.

2.4 – Fenómenos El Niño e La Niña

O termo El Niño (do espanhol “o menino”, em alusão ao menino Jesus) foi inicialmente usado pelos pescadores nas costas marítimas do Peru e do Equador.

Eles verificaram que, em alguns anos, próximo à época do Natal, a pesca tornava-se difícil, em razão da diminuição da quantidade de peixes, quando a água do mar se apresentava mais quente do que o normal. Portanto, o fenômeno El Niño já é conhecido há muito tempo; entretanto, as suas relações com os elementos climáticos começaram a ser estudadas a partir de meados do século XX.

Atualmente não existe ainda uma teoria que possa explicar a origem do fenômeno El Niño. O El Niño, normalmente tem uma periodicidade de dois a sete anos; porém, pode acontecer durante alguns anos seguidos ou mesmo vir após um ano normal, ou após a ocorrência do La Niña (esfriamento das águas do Pacífico Sul

– costa do Peru e Equador).

Conforme Oliveira (2001), alguns cientistas afirmam que o aquecimento da

água é causado pelos vulcões submersos no oceano; outros dizem que os El Niños coincidem com as manchas solares. Entretanto, a teoria mais aceita atualmente é chamada de oscilador retardado, formulação muito complexa que incorpora interações entre o oceano e a atmosfera e está relacionada a ondas oceânicas chamadas de Rossby e Kelvin e ao tamanho da bacia do Pacífico, que é muito grande. A figura 2.16 mostra a circulação atmosférica e a distribuição espacial da temperatura da superfície do mar (TSM) em condições normais. Os ventos alísios levam as águas do Oceano Pacífico Tropical para Oeste e a altura do nível do mar na Indonésia chega a 50 cm acima da observada na costa do Equador.

Figura: 2.16 – Condição atmosférica normal Fonte: NOAA

A figura 2.17 mostra a condição atmosférica e da TSM durante a ocorrência do fenômeno El Niño. Pode-se observar um enfraquecimento dos ventos alísios e uma mudança no sentido da circulação das correntes marinhas.

Figura: 2.17 – Condição atmosférica de El Niño Fonte: NOAA

A figura 2.18 mostra a condição atmosférica e de TSM num evento de La

Niña. Durante a ocorrência do La Niña, a TSM esfria no Pacífico Leste e há uma intensificação dos ventos alísios.

Figura: 2.18 – Condição atmosférica de La Niña Fonte: NOAA

A tabela 2.19 mostra os anos de ocorrência e a duração dos fenômenos El Niño e

La Niña durante o período em estudo. Conforme sugerido por Alves et al. (1997) e Diaz et al. (1992), citados por Coelho et al. (1999),os episódios de El Niño e

La Niña foram classificados pela sua intensidade.

Tabela 2.3 – Anos de ocorrência de El Niño

Início Fim Duração (meses) Fenômeno Intensidade

03/1991 07/1992 17 El Niño Forte

02/1993 09/1994 8 El Niño Fraco

06/1994 03/1995 10 El Niño Fraco

09/1995 03/1996 7 La Niña Fraco

04/1997 05/1998 14 El Niño Forte

04/1998 05/1999 14 La Niña Forte

Fonte: NOAA

Pode-se observar, na figura 2.29, que a anomalia da temperatura da água do mar no El Niño ocorrido em 1997/98 foi a mais alta e chegou a atingir valores de 3ºC acima da média histórica. Com os dados de anomalias, é possível verificar que os El

Niños ocorridos em 1992/93 e em 1997/98 foram os mais fortes.

Figura 2.19 - Evolução da anomalia da TSM em anos de El Niño Fonte: INPE

Figura 2.20 - Evolução da anomalia da TSM em anos de La Niña Fonte: INPE O índice de oscilação sul (IOS) é uma medida das flutuações em grande escala na pressão de ar que ocorre entre o Pacífico Tropical ocidental e oriental durante o El Niño e o La Niña. Tradicionalmente, esse índice é calculado com base nas diferenças de anomalias da pressão de ar entre Tahiti e Darwin, na Austrália.

A fase negativa do IOS representa a pressão de ar abaixo da normal em Tahiti e a pressão de ar acima da normal em Darwin. Os períodos prolongados de valores negativos de IOS coincidem com episódios do El Niño; os períodos prolongados de valores positivos de IOS coincidem com episódios de La Niña.

A figura 2.21 mostra a variação mensal do IOS de 1989 a 2004. Informações detalhadas sobre o IOS podem ser encontradas em Mock (2003); Julias e Chervin

(1978) e Schell (1956). Quando o IOS é negativo, coincide com anos de El Niño, e quando é positivo coincide com anos de La Niña.

Figura 2.21 - Índice de oscilação sul – 1989 a 2002 Fonte:NOAA Estudos realizados por Goodman et al. (2000) mostraram que durante os episódios de El Niño há um aumento significativo da quantidade de descargas atmosféricas no inverno, na região Sudeste dos Estados Unidos.

2.5 – Aquecimento global

O clima é definido como uma média de estados da atmosfera durante um período de tempo; a Organização Meteorológica Mundial – OMM sugere a utilização de 30 anos de dados climatológicos. Os elementos climáticos (temperatura, precipitação, radiação solar, umidade relativa do ar, etc.) podem caracterizar o clima.

Entretanto, algumas classificações climáticas utilizam somente informações sobre os fatores climáticos (massas de ar, latitude, etc.) (OMM, 2004).

Os elementos climáticos variam no tempo e no espaço, assim como os fatores; porém, alterações nos fatores climáticos normalmente demoram a ocorrer em intervalos de centenas ou milhares de anos. Por menores que sejam as alterações nos fatores climáticos, pode haver uma alteração do clima da Terra.

As mudanças climáticas podem ocorrer devido a:

• Erupções vulcânicas;

• Alterações na órbita da Terra em torno do Sol;

• Atividades antropogênicas. Dentre as inúmeras atividades antropogênicas, as principais são:

• Efeito estufa;

• Mudança no uso do solo;

• Urbanização.

Alterações no clima podem ocorrer em nível local, regional e global. A mudança no uso do solo e urbanização têm maior influência no clima local e regional, enquanto o efeito estufa parece ter maior relação com a mudança do clima global.

Segundo Vinagre e Marques (2004), o cientista francês Jean-Baptiste Fourier, em 1827, foi o primeiro a mostrar que a atuação dos gases na atmosfera é semelhante ao que acontece em uma estufa de vidro, isto é, efeito estufa.

O cientista britânico John Tyndall, em 1860, mediu a absorção da radiação infravermelha pelo dióxido de carbono e o vapor d’água e sugeriu que, provavelmente, a idade do gelo teria acontecido pelo decréscimo do efeito estufa causado pelo dióxido de carbono. Segundo ele, caso ocorresse o dobro do dióxido de carbono na atmosfera, a temperatura do ar global aumentaria em cerca de 5ºC a

6ºC.

G. S. Callendar, em 1940, trabalhando na Inglaterra, foi o primeiro asugerir que o aumento da temperatura global estaria acontecendo pela queima de combustíveis fósseis (FLEMING, 2003). Os principais gases componentes da atmosfera são o nitrogênio e oxigênio; entretanto, se só existissem estes, a temperatura do ar global seria de –6ºC. Com os demais gases existentes na atmosfera, como o vapor d’água e o dióxido de carbono, a temperatura do ar global média é de 15ºC.

Efeito estufa

Em 1861, John Tyndall sugeriu que a grande quantidade de dióxido de carbono produzida pela combustão poderia afetar o balanço de radiação na Terra.

Trabalhando separadamente, o químico suíço Arrhenius e o geologista americano

Thomas C. Chamberlain, em 1896, foram os primeiros a citar o fenômeno do “efeito estufa”. Após mais de um século, o efeito estufa, causado pelos diferentes tipos de gases antrópicos, é por unanimidade o fenômeno que está influenciando o clima da

Terra.

Assim como o corpo negro, que absorve e emite muita radiação, gases absorvedores de radiação infravermelha também são bons emissores.

A radiação calorífica emitida pela Terra aquece as camadas de ar próximas à superfície: como o ar quente tem menor densidade do que o ar frio, tende a ir para níveis mais altos da atmosfera. Normalmente, a radiação de onda longa chega a uma altitude entre 5 e 10 km. A radiação infravermelha, ou calor, é levada pelos processos de transferência de calor por radiação e convecção.

Em uma altitude de 5 a 10 km, a temperatura do ar varia entre –30 e –50ºC; portanto, os gases possuem temperaturas baixas. A emissão de radiação é diretamente proporcional à temperatura do corpo. Assim, os gases absorvem a radiação de onda longa e emitem calor somente nos níveis mais baixos.

O efeito estufa somente aparece porque a temperatura cai com a altitude.

Caso isso não acontecesse, ele não existiria. A região com temperatura fria causa uma camada invisível, que não permite que a Terra envie para o espaço toda a energia recebida do Sol. O aprisionamento dessa energia nessa camada é chamado de efeito estufa.

Os gases do efeito estufa

Os principais gases do efeito estufa são:

Dióxido de Carbono (CO 2), responsável por 70%;

Metano (CH 4), com cerca de 24%;

Óxido nitroso (N 2O), com 6%.

O dióxido de carbono provém das diferentes formas pelas quais o carbono é transferido para a atmosfera; por exemplo, quando o homem respira, transfere gás carbono para a atmosfera. O carbono pode retornar à atmosfera através de processos como queimadas, decomposição de material orgânico no solo, etc. O processo de fotossíntese é uma das formas de captura do carbono da atmosfera que, na presença da luz, transforma-o, ocorrendo a liberação de oxigênio. Os processos de respiração e fotossíntese também ocorrem no oceano. A quantidade de dióxido de carbono armazenada nos continentes e nos oceanos é muito elevada em relação à existente na atmosfera. Se ocorresse, por exemplo, uma diminuição de 2% do carbono armazenado nos oceanos, haveria um aumento da ordem do dobro do já existente na atmosfera.

O dióxido de carbono é diferente dos outros gases que compõem o efeito estufa enquanto estes são normalmente destruídos por reações químicas que ocorrem na atmosfera, o dióxido de carbono pode permanecer na atmosfera por um período de 100 anos.

A grande alteração da quantidade de dióxido de carbono na atmosfera ocorreu após a Revolução Industrial. Em 1750, sua quantidade era de 280 ppmv e, hoje em dia, é da ordem de 360 ppmv, isto é, 30% a mais. Medidas precisas sobre a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera só começaram a ser tomadas em

1959, em Mauna Loa, Havaí (veja a figura 2.22) . A taxa de crescimento do dióxido de carbono anual na atmosfera é da ordem de 3,3 bilhões de toneladas.

Figura 2.22 - Mauna Loa, Hawaii, U.S.A.

2.23 – Concentração de dióxido de carbono em Mauna Loa, Havaí Fonte: GCDM

Temperatura da Terra

O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), criado conjuntamente pela Organização Meteorológica Mundial (OMM) e pelo Programa do

Meio Ambiente das Nações Unidas (Unep), tem publicado, desde 1990, informações sobre a variabilidade do clima global.

A figura 2.24 mostra a variação da temperatura do ar na Terra desde 1861.

Pode-se observar um ligeiro aumento da temperatura na década de 40, diminuição na década de 60 e um fortíssimo aumento da temperatura a partir da década de 80.

Figura 2.24 – Anomalia global da temperatura do ar Fonte: IPCC

Capítulo 3

BASES TEÓRICAS

O objetivo deste capítulo é apresentar uma análise da climatologia dos principais parâmetros meteorológicos, como precipitação, temperatura e vento.

Também é apresentado o princípio físico de formação da descarga atmosférica.

Apesar da existência de diferentes tipos de descarga atmosférica, o estudo foi realizado somente com as descargas nuvem/terra.

3.1 – Características do relevo de Minas Gerais

Genericamente, pode-se dizer que o relevo de Minas Gerais, caracterizado por planaltos, depressões e áreas dissecadas, resultou de uma alternância da atuação de processos morfoclimáticos, favoráveis ora à elaboração de extensas superfícies de aplainamento, ora ao entalhamento linear, com aprofundamento dos cursos d’ água (Cetec, 1983).

A figura 3.1 mostra, em uma carta com escala de 1:50.000, o relevo médio de Minas Gerais, Estado onde existem vales e montanhas com cotas altimétricas que variam entre 200 e 2890 metros.

Figura 3.1 – Mapa altimétrico de Minas Gerais A seguir, são mostradas as principais características do relevo de Minas

Gerais que podem influenciar na formação e/ou organização das descargas atmosféricas.

Serra do Espinhaço

Localiza-se na parte central do Estado, apresentando-se no sentido norte e sul. Ao norte, a Serra do Espinhaço é um divisor de águas das bacias hidrográficas dos rios Jequitinhonha, Pardo e São Francisco; a leste, é o divisor das bacias dos rios Jequitinhonha e Doce. Suas cotas altimétricas variam entre 1.000 m e 1.400 metros.

Serra da Canastra

Segundo o Cetec (1983), sob essa denominação foram agrupados os planaltos, cristas e áreas dissecadas mais elevadas, elaborados sobre as estruturas rochosas do Grupo Canastra, com altitudes entre 1.000 e 1.450 metros.

A Serra da Canastra é o divisor de três bacias hidrográficas: São Francisco,

Paranaíba e Grande. Cotas mais altas e extensos escarpamentos são observados na sua borda oriental.

Serra da Mantiqueira

Inicia-se entre as divisas dos Estados de Minas Gerais, São Paulo e Rio de

Janeiro e prolonga-se no sentido nordeste, de forma descontínua, ao longo da fronteira do Espírito Santo. Próximo ao município de Juiz de Fora, a serra bifurca-se no sentido dos municípios de Santos Dumont e Barbacena.

As cotas altimétricas mais elevadas do Estado são observadas na Serra da

Mantiqueira, entre 1.200 e 1.800 metros. É onde se localiza o terceiro ponto mais alto do Brasil, o Pico da Bandeira, com uma cota de 2.890 metros.

3.2 – Climatologia de Minas Gerais

3.2.1 - Classificação climática de Minas Gerais

O Estado de Minas Gerais está compreendido entre as latitudes de 14ºS e

23ºS e as longitudes de 41ºW e 51ºW. A sua diversidade fisiográfica, relevo complexo, vegetação que inclui caatinga, campos e florestas, a latitude e a continentalidade são fatores que contribuem para a ocorrência de diversos tipos de clima (AYOADE 1983; PRATES 1994; GUIDO et al.,1984).

Assis (1990) apresentou na tabela 3.1 o resumo da classificação de Köppen.

Com base nessa classificação, Reis e Malta (2001) elaboraram o mapa de classificação climática de Minas Gerais, com dados do período de 1961 a 1990, coletados nas estações do Inmet. Na classificação de Köppen , o clima de Minas Gerais foi classificado como:

Aw – Clima tropical chuvoso

Cwa – Clima temperado quente, quando a temperatura média do ar do mês mais

quente é superior a 22ºC

Cwb – Clima temperado frio, quando a temperatura média do ar do mês mais quente

é inferior a 22ºC.

O clima tropical chuvoso (Aw) é predominante em Minas Gerais, dada a atuação durante todo o ano da massa de ar tropical marítima (Tm). Belo Horizonte também apresenta esse tipo de clima, em função da crescente urbanização; com base nos dados das normais climatológicas de 1931 a 1960, do Inmet, o clima de

Belo Horizonte era do tipo temperado quente (Cwa).

Regiões com climas temperado quente (Cwa) e temperado frio (Cwb) são influenciadas pelo fator altitude (ex. região de Diamantina) e pelas massas de ar polar marítimas.

Tabela 3.1 - Classificação climática de Köppen

Limites Precipitação Regime Notação Categoria geral ou do domínio térmico domínio climático A Mês mais frio: f – Precipitação no mês mais seco Af Clima tropical T ≥ 18ºC ≥ 60 mm chuvoso (Selva tropical); m – Precipitação do mês mais seco Am = 10-r/25 < r < 60 mm (Tropical Monçônico); w – Precipitação do mês mais Aw seco <10-r/25 < r (Savana tropical) 70% ou mais de r na W: r < ½ do limite superior que h: T > 18 ºC BWh metade mais quente do caracteriza B. BWk ano. (Deserto) B r < 2 T + 28 - S: r < ½ do limite superior que k: T < 18 ºC BSh Árido ou: 70% ou mais de r na caracteriza B. BSk metade mais fria do ano. (Estepe árida). r < 2 T ou: nenhuma metade do ano recebe mais que 70% de r. r < 2 T + 14 Mês mais quente: s: precipitação no mês mais seco da a: T(mês mais quente) ≥ Csa T ≥ 10ºC metade mais quente do ano: r < 40 22 ºC Csb Mês mais frio: mm e Csc C 0 ºC < T< 18 ºC r < 1/3 r’ Temperado de inverno w: precipitação no mês mais seco b: T (quatro meses mais Cwa suave da metade mais fria do ano: quentes) > 10 ºC e T (mês Cwb r < 1/10 r” mais quente) < 22 ºC Cwc

f: precipitação que não obedece ao Cfa critério de s nem ao de w c: T(um a três meses) > 10 Cfb ºC e T (mês mais quente) Cfc < 22ºC. Mês mais quente: s: igual a C a: igual a C Dsa T≥ 10 ºC Dsb Mês mais frio: w: igual a C Dsc 0 ºC < T < 18 ºC Dsd D f: igual a C Temperado de b: igual a C Dwa invernos rigorosos Dwb Dwc Dwd

c: igual a C Dfa Dfb Dfc Dfd

d: T(mês mais frio) < - 38 ºC Mês mais quente: T: T(mês mais quente): ET T< 10 ºC 0 ºC < T< 10 ºC E Polar F: T(mês mais quente): T≤ 0 ºC EF Igual a E, mas devido a T: igual a E HT H altitude Clima de altura F: igual a E HF T: Temperatura média anual (ºC); T: Temperatura média do mês (ºC); r: Precipitação média anual (mm); r’: Precipitação do mês mais úmido da metade mais fria do ano; r”: Precipitação do mês mais úmido da metade mais quente do ano. Fonte: Cepal et al. (1980).

Km

Figura 3.2 – Classificação climática de Minas Gerais segundo Köppen Fonte: Reis e Malta (2001)

3.2.2 – Distribuição espacial dos principais elementos climáticos em Minas

Gerais

Dentre os vários elementos meteorológicos disponíveis, foram escolhidos para análise os que podiam auxiliar na explicação da distribuição das descargas atmosféricas em Minas Gerais: precipitação, temperatura e vento.

Precipitação

As precipitações médias anuais em Minas Gerais variam entre 900 e 1800 mm. Os índices pluviométricos anuais mais baixos são encontrados nas regiões

Nordeste e Jequitinhonha. O índice de precipitação mais alto ocorre na região Sul, divisa de Minas Gerais com São Paulo. A precipitação média anual das regiões do

Triângulo, Oeste e Sul é da ordem de 1500 mm. A figura 3.3 mostra a precipitação média anual em Minas Gerais, com base nos dados das normais climatológicas do

Inmet, de 1961 a 1990. Km

Figura 3.3 – Precipitação média anual em Minas Gerais no período de 1961 a 1990

O período chuvoso em Minas Gerais começa normalmente em outubro e termina em abril e o período seco estende-se de maio a setembro. Os meses mais chuvosos são novembro, dezembro e janeiro. Em algumas localidades, o mês de fevereiro aparece como o terceiro mês mais chuvoso (principalmente na região Sul do Estado).

Número de dias de chuva

Na figura 3.4, pode-se observar que, apesar de a região Nordeste de Minas

Gerais apresentar um baixo índice pluviométrico, o número médio de dias de chuvas anual é alto, acima de 100 dias. A região Sul e parte da Zona da Mata apresentam o maior número de dias de chuvas no ano, acima de 125 dias. Uma característica típica da estação chuvosa em Minas Gerais é o aparecimento de veranicos, seqüência de vários dias seguidos sem chuvas, que pode ocorrer nos meses de janeiro e fevereiro. Segundo Dias e Marengo (2000), os veranicos caracterizam-se por altas temperaturas máximas, além de um estresse hidrológico causado pelo grande consumo de umidade do solo, podendo causar perdas de produtividade agrícola ou mesmo afetar toda ou grande parte da produção.

Km

Figura 3.4 – Número médio anual de dias de chuva em Minas Gerais

As chuvas nos meses de verão podem intensificar-se, causando enchentes e desabamentos em Minas Gerais, quando da ocorrência da Zona de Convergência do

Atlântico Sul (ZCAS). A ZCAS normalmente se orienta no sentido noroeste-sudeste e está associada a uma zona de convergência na baixa troposfera, que se estende desde o sul da Amazônia ao Atlântico Central, por alguns milhares de quilômetros (Dias, 1995). A primeira referência na literatura especializada sobre a importância desse fenômeno na intensificação das chuvas apareceu no trabalho de

Taljaard (1972), conforme citado por Dias (1995).

As ZCAS estão intimamente ligadas à penetração de sistemas frontais até latitudes subtropicais e tropicais e, geralmente, apresentam-se mais estacionárias quando o sistema frontal atinge seu deslocamento máximo em direção ao Equador.

Se, por um lado, a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) possui variabilidade temporal na escala de dias superposta à lenta variação sazonal e é uma característica quase permanente da circulação geral da atmosfera sobre os oceanos equatoriais, a variabilidade temporal da ZCAS, por outro lado, é bem maior, comumente desaparecendo por vários dias e semanas e praticamente inexistindo durante o inverno do Hemisfério Sul (Nobre, 1988).

Quadro e Abreu (1994) estudaram a relação entre a ZCAS e os eventos de El Niño (fevereiro de 1983) e La Niña (fevereiro de 1989). Apesar de os resultados não serem conclusivos, em virtude da existência de poucos dados, as análises mostraram que o fenômeno El Niño contribui negativamente para a manifestação da ZCAS.

Temperatura

A figura 3.5 mostra o mapa de temperatura média de Minas Gerais. As temperaturas mais altas, acima de 30ºC, são observadas nas regiões Noroeste, Nordeste, Leste e Triângulo. A massa de ar equatorial continental (Ec) é a responsável pelas altas temperaturas observadas nas regiões Noroeste e Triângulo, e a massa de ar tropical marítima (Tm) é a responsável pelas maiores temperaturas nas regiões Nordeste e Leste.

Km

Figura 3.5 – Temperatura média anual em Minas Gerais

Nas regiões Sul e Zona da Mata, as temperaturas médias anuais máximas são baixas em relação às outras regiões. Os principais fatores climáticos responsáveis pela diminuição da temperatura são a massa de ar polar marítima (Pm) e a topografia.

A amplitude térmica anual na região Sul é a mais alta, acima de 14ºC; essa região apresenta as menores temperaturas no inverno, favorecendo a ocorrência de geadas em alguns municípios todos os anos. Na região de Diamantina, situada no Alto Jequitinhonha, na Serra do

Espinhaço, as temperaturas são normalmente mais baixas durante todo o ano, em razão da topografia.

Vento

A figura 3.6 mostra que a direção média anual predominante dos ventos em

Minas Gerais é de NE, E e SE. O anticiclone do Atlântico Sul é o principal fator responsável pela predominância dos ventos nessas três direções, sendo que as variações nas direções dependem também da latitude, da longitude e da topografia da estação climatológica. Ventos nas direções W, SW e S normalmente significam perturbações causadas por frentes frias ou quentes e linhas de instabilidade.

Km

Figura 3.6 – Direção predominante média anual dos ventos em Minas Gerais A velocidade média anual dos ventos em Minas Gerais é muito baixa, o que pode ser observado na figura 3.7. Isso ocorre também por causa do anticiclone do

Atlântico Sul. O anticiclone é uma região de baixo gradiente de pressão e de temperatura do ar e, conseqüentemente, apresenta calmarias ou ventos de fraca intensidade.

As regiões de Minas Gerais em que os ventos apresentam velocidades acima da normal esperada no Estado (em torno de 2 m/s) são as que possuem estações meteorológicas instaladas em cotas altimétricas elevadas. Portanto, não podem ser consideradas como representativas da região.

Km

Figura 3.7 – Velocidade média anual dos ventos em Minas Gerais

3.3 – Formação das descargas atmosféricas

3.3.1 – Ciclo hidrológico

Segundo Hidore e Oliver (1993), a distribuição proporcional da água sobre a

Terra é a seguinte:

Continentes 3% Outros 1%

Água no solo

24%

Oceanos 97%

Lagos 20% Forma de gelo 75%

Solo 38%

Rios 20%

Ar 22% Figura 3.8 – Distribuição proporciona Fonte: Hidore e Oliver, 1993, p. 86

A figura mostra que, de toda a água disponível no ambiente Terra/atmosfera, cerca de 97% encontram-se no oceano e cerca de 3% nas calotas polares; o restante da água fica no lençol freático. Rios, lagos e solos úmidos ficam com menos de 1%. A atmosfera contém somente 0,35% da água disponível.

A figura 3.9 apresenta o ciclo hidrológico, um modelo conceitual utilizado para mostrar as mudanças de fases da água no ambiente Terra/atmosfera.

Figura 3.9 – Ciclo hidrológico

Para fins didáticos, pode-se dizer que o ciclo hidrológico inicia-se com a evaporação da água nos oceanos; entretanto, é cíclico e não possui início nem fim.

O ar úmido é transportado para níveis altos da atmosfera; com a diminuição da temperatura, ocorre a formação de nuvens, que são transportadas para os continentes e a água retorna à superfície da Terra na forma de chuva ou neve.

A água no solo pode ir para níveis profundos, abastecendo o lençol freático, e para os rios, lagos e oceanos, ou mesmo retornar para a atmosfera pelo processo de transpiração. A água proveniente da chuva que não se infiltra no solo nem é evaporada torna-se escoamento superficial, sendo levada para os lagos, rios e oceanos. As enchentes são normalmente causadas pelo excesso de água superficial. Vieira e Palmer (1997) mostraram que as perdas de água por intercepção

ganham importância quando se comparam os componentes do balanço hídrico de

áreas com diferentes tipos de uso do solo, ou quando se estudam as variações

desses componentes em função de modificações na cobertura vegetal de uma

determinada bacia hidrográfica. Segundo os autores, as áreas reflorestadas podem

sofrer uma redução no escoamento superficial e uma conseqüente diminuição da

disponibilidade hídrica superficial da bacia.

Estudos desenvolvidos por Lean et al. (1996) utilizando o modelo de

circulação geral do Hadley Centre mostram que a completa retirada da floresta

amazônica produziria as seguintes modificações médias na região: redução da

evaporação em 0,81 mm/d (19%) e da precipitação em 0,43 mm/d (7%), e aumento

da temperatura da superfície em 2,3ºC.

Advecção para os continentes

77 84 7 23 16 84-77=7 Evaporação Precipitação nos Evaporação dos oceanos Escoamento sup. para os continentes nos oceanos continentes

23-16=7 Precipitação nos oceanos 7 23 16 77 84

Continente Oceanos

100 unidades = média da precipitação global = 857 mm Figura 3.10 – Estimativa da transferência de água no Ciclo Hidrológico Fonte: Hidore e Oliver ,1993, p. 86 A massa de água existente na atmosfera é da ordem de 13 x 10¹² m³, ou seja,

13 trilhões de metros cúbicos. Se toda essa água fosse condensada, resultaria em uma camada de água na superfície da Terra de 25 mm. Dividindo-se o volume de

água contido na atmosfera pela precipitação média anual vezes a área do globo, tem-se o tempo de residência da água na atmosfera, assim:

13 X10¹² m³______=0,029 ano = 10,8 dias

0,857 m x 5,1 x 10 14 m²/ano

Portanto, esse é o tempo médio que uma molécula de água leva entre o momento em que é evaporada, permanece na atmosfera e retorna à sua origem.

3.3.2 – Processos físicos de formação de nuvens

Segundo Rogers (1977), uma nuvem é um agregado de pequeníssimas gotas, num número aproximado de 100 por centímetro cúbico, com raio da ordem de 100 micras. A nuvem origina-se do resultado da expansão e conseqüente resfriamento do ar ascendente.

Da experiência de observadores, principalmente de Luke Howard (1803), que examinaram aparência das nuvens vistas do solo, surgiu a classificação internacional das nuvens em baixas, médias e altas, pela Organização Meteorológica Mundial, em

1956. A tabela 3.2 mostra a classificação das nuvens segundo a OMM.

Maiores informações sobre o ciclo hidrológico podem ser encontradas em Linsley e Franzini (1978) e

Chou Ven Te (1964). Tabela 3.2 - Classificação das nuvens segundo a altura da base

Região Trópicos Latitudes médias Polar

Nuvem alta 6 a 8 km 5 a 13 km 3 a 8 km

Nuvem média 2 a 8 km 2 a 7 km 2 a 4 km

Nuvem baixa 0 a 2 km 0 a 2 km 0 a 2 km

Fonte: OMM

A figura 3.11 mostra os diferentes tipos de nuvem, com suas altitudes e profundidades.

Figura 3.11 – Ilustração dos vários tipos de nuvem Fonte: Linacre e Geerts (1997) A maioria dos tipos de nuvem é formada pelo processo frontal, convectivo ou orográfico.

Frontal ou de levantamento gradual estendido

Quando o ar quente é forçado a subir sobre uma rampa frontal, dá origem a extensas e profundas camadas de nuvens altostratos e nimbostratos. Sua extensão

é muito grande, pois a sua dinâmica de formação tem escala sinótica. Esse processo de formação de nuvens, representado na figura 3.12, não é muito comum em latitudes baixas.

Figura 3.12 – Formação frontal

Fonte: adaptada de Hidore e Oliver ,1993, p.108 Convectiva

As nuvens convectivas surgem do aquecimento diurno do solo ou de uma massa de ar frio que se desloca sobre uma superfície quente. Normalmente, esse processo dá origem a nuvens chamadas de cumuliformes, que vão desde os cúmulos de bom tempo até os cúmulos-nimbos. A figura 3.13 mostra esse tipo de processo de formação.

Figura 3.13 – Formação convectiva

Fonte: adaptada de Hidore e Oliver,1993, p.108 Orográfica

Quando uma massa de ar quente e úmida é forçada a subir uma barreira montanhosa, o esfriamento do ar dá origem, principalmente, a nuvens do tipo estratiformes; caso o levantamento seja profundo, formam-se nuvens cumuliformes.

Quando o levantamento da massa de ar está associado a perturbações de escala sinótica, não é necessário que as montanhas tenham grandes altitudes para a formação de nuvens cumuliformes. 1 A figura 3.14 mostra esse tipo de processo.

Figura 3.14 – Formação orográfica

Fonte: adaptada de Hidore e Oliver ,1993, p.108

______

1 Maiores detalhes sobre a formação de nuvens podem ser obtidos em Belculfiné (1977). 3.3.3 – Ciclo de vida de uma nuvem de tempestade

Segundo Belculfiné (1977), as primeiras pesquisas sobre a estrutura de nuvens convectivas foram realizadas no Projeto Thunderstorm, através do qual os movimentos verticais e a temperatura do ar foram registrados por cinco aeronaves, simultaneamente. Além disso, dez radares de solo foram utilizados para seguir balões, a fim de determinar o campo horizontal de ventos ao redor das nuvens.

Os resultados encontrados mostraram que as tempestades, comumente, consistem de um número de células de convecção, cada uma delas passando por um ciclo de vida característico. A qualquer momento, uma tempestade pode conter diversas células, em diferentes estágios de desenvolvimento.

O estágio cúmulos (figura 3.15a) é quando a nuvem apresenta temperatura mais alta do que o ar ao seu redor; portanto, é caracterizado por correntes ascendentes através de toda a célula. Nesse estágio, as correntes ascendentes aumentam a velocidade à medida que alcançam maiores altitudes; as nuvens podem atingir o topo entre 5 e 8 km, e seu diâmetro varia de 3 a 8 km.

Figura 3.15 a, b, c – Seção transversal idealizada de uma célula de tempestade

Fonte: Adaptada de Byers e Braham (1949)

No estágio maduro (figura 3.15b), a nuvem possui, na parte inferior, movimentos tanto ascendentes quanto descendentes. Segundo Pinto (1996), as correntes ascendentes podem atingir velocidades da ordem de 100 km/h. Os ventos que chegam à superfície da Terra formam rajadas. Segundo Solorzano (1998), nessa etapa a nuvem possui um diâmetro típico de 10 km e o topo pode atingir de 8 a 20 km.

A figura 3.15c mostra a etapa final do estágio maduro da nuvem de tempestade, que apresenta, no topo, um formato de bigorna. É normalmente nesse estágio que aparecem as descargas atmosféricas. Prevalecem, nos níveis mais baixos, as correntes descendentes.

Conforme Solorzano (1998), há maior freqüência de descargas atmosféricas nas nuvens que apresentam topos mais elevados.

3.4.4 – Formação das descargas atmosféricas

O primeiro passo para a formação das descargas atmosféricas é a geração de cargas dentro das nuvens de tempestade. O processo de separação de cargas por meio da polarização de partículas grandes é chamado de indutivo.

Segundo Solorzano (1998), o mecanismo indutivo para eletrificação das nuvens foi inicialmente proposto por J. Elster e H. Geitel, em 1913, e ainda é objeto de discussão. A essência dessa teoria é que um granizo pode ser considerado como uma esfera condutora e, durante a sua queda em um campo elétrico uniforme dirigido verticalmente para baixo, ficará polarizado, com sua metade superior negativamente carregada e a parte inferior positivamente carregada. Os cristais de gelo que se chocam com o lado de baixo do granizo podem separar-se dele, carregando parte da carga polarizada positivamente e deixando-o com uma carga líquida negativa, conforme figura 3.16.

Esse processo tem sofrido inúmeras críticas nos últimos anos; atualmente, a teoria mais aceita é de natureza termoelétrica, que estabelece que a polaridade da carga transferida durante uma colisão depende da temperatura local. Se a temperatura local for maior que a temperatura de inversão de carga, estimada em torno de –15°C, o granizo transferirá uma carga neg ativa para o cristal de gelo

(PINTO Jr et al. 2000). Granizo

- - - - - + ------

E + + + + + + + + + + + Cristal de gelo

Figura 3.16 - Processo de eletrificação das nuvens

Fonte: Adaptado de Pinto Jr et al. (1993)

A figura 3.17 ilustra o processo termoelétrico para a formação de cargas no interior das nuvens.

Figura 3.17 – Processo termoelétrico de separação de cargas dentro das nuvens de

tempestade

Fonte: Adaptado de Pinto Jr et al. (2000)

Não existe consenso sobre a importância do campo elétrico e da temperatura ambiente na colisão.

Embora Benjamin Franklin tenha descoberto a estrutura elétrica das nuvens em 1752, o modelo de estrutura elétrica de uma nuvem é atualmente caracterizado como multipolar, mostrando a complexidade do fenômeno. A figura 3.18 ilustra essa estrutura.

Figura 3.18 – Distribuição das descargas atmosféricas dentro de uma nuvem

Fonte: Adaptado de Pinto Jr et al. (2000)

Conforme Naccarato (2001), o termo “relâmpago” refere-se ao fenômeno físico completo, e o termo “descarga atmosférica” tem sido freqüentemente empregado como equivalente a relâmpago.

As figuras 3.19 a, b, c, d, e mostram os diferentes tipos de relâmpago. Os relâmpagos intra-nuvem são os que ocorrem dentro da própria nuvem de tempestade; os relâmpagos entre-nuvens ocorrem entre nuvens diferentes; os relâmpagos no ar partem de uma nuvem e terminam na própria atmosfera, sem alcançar uma outra nuvem ou o solo. Os relâmpagos nuvem-solo e solo-nuvem também podem ser classificados pela polaridade das cargas efetivamente transferidas (pode ocorrer transferência de cargas positivas, negativas ou positivas/negativas), segundo Naccarato (2001).

Figura 3.19 a – Relâmpago intra-nuvem

Figura 3.19 b – Relâmpago da nuvem para cima

Figura 3.19 c – Relâmpago para o ar

Figura 3.19 d – Relâmpago nuvem-solo

Figura 3.19 e – Relâmpago solo-nuvem

Figura 3.19 f – Relâmpago entre-nuvem 3.4.5 – Relâmpagos nuvem-solo

Nesta pesquisa, serão analisados somente os relâmpagos nuvem-solo, responsáveis por 70% dos desligamentos não programados da área de distribuição e transmissão da Cemig. Esses relâmpagos podem ser positivos ou negativos.

Segundo Uman (1987), os relâmpagos negativos correspondem, em média, a 90% do total.

Segundo Naccarato (2001), a freqüência dos relâmpagos positivos parece ser variável e, em alguns casos, até mesmo superior à dos negativos. O autor cita três fatores que parecem influir sobre o percentual de relâmpagos positivos:

a) a altitude das cargas positivas próximas ao topo da nuvem está relacionada

com a latitude geográfica e com as estações do ano. Quanto menor a latitude,

maior a altura do centro positivo, dificultando a ocorrência de relâmpagos

positivos. O mesmo acontece no verão, quando as nuvens normalmente são

mais altas;

b) a variação da velocidade horizontal dos ventos com a altura está associada

diretamente às condições meteorológicas. Quanto maior for o gradiente dos

ventos com a altura, maior será o deslocamento das cargas positivas em

relação às negativas (cisalhamento da nuvem), facilitando o alcance do solo

pelos relâmpagos positivos;

c) Dissipação da nuvem de tempestade. À medida que a chuva elimina os

centros de carga negativa na base da nuvem, restam apenas os centros

positivos nas partes mais altas. Sem a blindagem dos centros de carga negativa, aumenta a possibilidade de ocorrerem relâmpagos positivos para o

solo.

A seqüência de processos que envolvem um relâmpago com cargas negativas é descrita por Uman et al. (1989), Berger (1994), Pinto Jr et al. (2000), Naccarato

(2001) e Mesquita (2001). A figura 3.20 mostra as etapas que compõem um relâmpago nuvem-solo.

Figura 3.20 – Seqüência temporal de eventos durante um relâmpago nuvem-solo

negativo com uma descarga de retorno.

Fonte: Adaptada de Uman e Krider (1989). O relâmpago nuvem-solo inicia-se dentro da nuvem, embora não se saiba o local exato, por um líder escalonado, invisível ao olho humano, que começa a partir da ruptura preliminar da rigidez dielétrica do ar na parte inferior da nuvem, próxima ao centro principal de cargas negativas, conforme figura 3.13. Medidas recentes têm mostrado que o campo elétrico dentro das nuvens de tempestade atinge valores entre 100 e 400 KV/m.

Uman (1984), menciona que o líder escalonado foi fotografado pela primeira vez em 1930; ele se propagava em direção ao solo com uma velocidade em torno de 2 x

10 5 m/s, ao longo de um canal luminoso com diâmetro entre 1 e 10 m. Devido à influência das cargas na atmosfera ao redor do canal, bem como à quantidade de cargas que ele contém, algumas cargas seguem novos caminhos, formando as ramificações, embora a maioria dos ramos não atinja o solo.

Quando o líder escalonado aproxima-se do solo a uma distância de 10 a 100 m do solo, as cargas elétricas no canal produzem um campo elétrico intenso entre a extremidade do líder e o solo, correspondente a um potencial elétrico de cerca de

100 milhões de volts. Esse campo causa a quebra de rigidez do ar em um ou mais pontos no solo, fazendo com que uma ou mais descargas positivas ascendentes, denominadas descargas conectantes, saiam do solo, em geral de diferentes objetos, como árvores, postes, pára-raios de edifícios ou mesmo uma pessoa.

Segundo Pinto Jr. e Pinto (2000), no instante em que uma descarga conectante encontra o líder escalonado as cargas armazenadas no canal começam a mover-se em direção ao solo e um intenso clarão propaga-se para cima, ao longo do canal, com uma velocidade de cerca de 100.000 km/h, aproximadamente um terço da velocidade da luz.

Capítulo 4

METODOLOGIA

O objetivo deste capítulo é apresentar a metodologia utilizada para a geração de gráficos e mapas. Basicamente foram utilizados os softwares VIS, MapInfo e

Surfer, que possibilitaram a criação de um banco de dados de descargas atmosféricas e a sua visualização na forma de mapas. Os dados sobre os fenômenos El Niño, La Niña e aquecimento global foram obtidos de sites da National

Oceanic and Atmospheric Administration - NOAA.

4.1 – Sistemas de informações geográficas – SIG

A visualização de informações através de mapas é uma das mais antigas formas de expressão do homem.

A história dos mapas confunde-se com a própria história da humanidade,

tornando-se, por essa razão, um tema inesgotável, bastante amplo e

complexo, mas, sobretudo, apaixonante pelas surpresas que nos são

reveladas a cada documento analisado (DUARTE, 2002, p.19) A geração de mapas, tanto pelo aspecto religioso, como para a navegação, guerras e comércio, passou por diferentes tipos de escola ao longo da história.

Entretanto, alguns povos ofereceram uma contribuição pouco significativa.

O espaço geográfico pode ser definido em função de suas coordenadas, sua altitude e sua posição relativa. Por ser localizável, pode-se cartografá-lo (DOLFUS,

1991).

Segundo Simão (1999), a análise espacial conseguiu unir duas correntes: cartografia e tratamento do meio. Com isso, a evolução das técnicas que utilizam dados georreferenciados preserva os conceitos e princípios fundamentais das atividades dos geógrafos.

Ao se fazer análise espacial, é necessário inicialmente criar um banco de dados, com informações sobre a localização de cada uma das variáveis a ser pesquisada. Rodrigues (1990) apresenta três tipos de abordagem que têm sido utilizados em bancos de dados: hierárquica, de rede e relacional.

Na abordagem hierárquica, os entes relacionam-se segundo árvores, cujos

nós correspondem aos entes e as ligações correspondem às relações

existentes entre os nós da árvore. Aos nós associam-se os atributos e,

portanto, um registro de dados.

Na abordagem de redes, os entes relacionam-se segundo redes, cujos nós

correspondem aos entes e as ligações correspondem às relações entre os nós da rede. Similarmente à abordagem anterior, aos nós associam-se os atributos

e, portanto, os dados.

Na abordagem relacional pode-se imaginar a base de dados como uma

grande tabela, cujas linhas correspondem aos entes e as colunas

correspondem aos atributos. Ao contrário dos casos anteriores, nenhuma

relação é favorecida ou preponderante.

Para Abreu (1995), a informação espacial pode ser armazenada em três entidades geométricas: pontos, linhas e polígonos. As estruturas mais típicas de dados espaciais são: vetorial, raster e topológica.

Segundo Teixeira et al. (1995), os sistemas de informações geográficas (SIG) tiveram início na década de 1960, em Ottawa, Canadá.

Segundo Câmara e Medeiros (1998), o que distingue um sistema de informações geográficas (SIG) de outros tipos de sistema de informação são as funções que realizam as análises espaciais. Tais funções utilizam os atributos espaciais e não- espaciais das entidades gráficas armazenadas na base de dados espaciais e buscam fazer simulações (modelos) sobre os fenômenos do mundo real, seus aspectos ou parâmetros.

A tabela 4.1 mostra a comparação entre as vantagens e as desvantagens do armazenamento matricial e vetorial para mapas temáticos. Tabela 4.1 – Comparação entre representações de mapas temáticos. (Câmara e

Medeiros, 1998, p. 24).

Aspecto Representação vetorial Representação matricial

Relações espaciais entre Relacionamentos Relacionamentos espaciais objetos topológicos entre objetos devem ser inferidos

disponíveis

Ligação com banco de Facilita associar atributos e Associa atributos apenas dados elementos gráficos às classes do mapa

Análise, simulação e Representação indir eta de Representa melhor modelagem fenômenos contínuos fenômenos com variação

contínua no espaço

Álgebra de mapas é

limitada Simulação e modelagem

mais fáceis

Escalas de trabalho Adequado tanto a grandes Mais adequado para

quanto a pequenas grandes escalas (1:25.000

escalas e maiores)

Algoritmos Problemas com erros Processamento mais

geométricos rápido e eficiente

Armazenamento Por coordenadas (mais Por matrizes

eficiente)

4.2 – Princípio do sistema de localização de tempestade

O sistema de detecção de descargas atmosféricas - SLT fabricado pela Global

Atmospherics, Inc., recentemente incorporada pela empresa Vaisala, utiliza diferentes técnicas para cálculo da localização do ponto de incidência da descarga atmosférica ocorrida entre a nuvem e a Terra, através de sensores instalados e distribuídos de forma a cobrir diversas regiões de interesse.

A técnica denominada "Time of Arrival - TOA" é o tempo de chegada da onda produzida pela descarga na estação detectora, percebida por uma antena elétrica conectada ao sensor. As diferenças entre os tempos de chegada do pulso eletromagnético produzido por uma descarga, em cada dois sensores, são utilizadas para descrever uma hipérbole; a interseção das hipérboles determina o ponto de incidência da descarga.

Outra técnica, denominada "Magnetic Direction Finder - MDF", utiliza um par de antenas fechadas e ortogonais, em forma de loop , que detectam o campo magnético produzido durante a ocorrência de uma descarga e indicam a direção de chegada do pulso da descarga. Através da técnica MDF, é possível localizar o ponto de incidência da descarga através do método de triangulação, definindo o ponto de interseção das duas retas que indicam a direção do pulso de chegada determinado por cada um dos sensores.

A integração das técnicas TOA e MDF deu origem à tecnologia "Improved

Accuracy from Combined Technology - Impact", que permite medir tanto o tempo de chegada quanto a direção magnética das descargas. A combinação das duas tecnologias, a indicação de direção e o tempo de chegada do pulso magnético permitem precisar melhor a localização do ponto de incidência da descarga, quando comparada com cada método utilizado separadamente.

A técnica TOA é utilizada nos sensores do tipo Serie III e Serie IV, e a MDF nos sensores LLP; os sensores Impact utilizam a técnica TOA integrada com a técnica MDF.

Informações sobre o SLT podem ser obtidas nas referências Global

Atmospherics, Inc. (1994, 1995, 1997 e 1999); Naccarato (2001 e 2002), Mesquita

(2001) e Dias (2002).

A precisão na localização das descargas atmosféricas evoluiu de 1989 a 2002.

No início existiam somente quatro sensores e, em 2002, com a integração das redes entre Cemig, Furnas e o Simepar, o sistema passou a possuir 22 estações.

As figuras a seguir mostram como foi a evolução da eficiência do sistema de localização de tempestades – SLT no período em estudo. Os contornos de eficiência de detecção consideraram descargas atmosféricas acima de 5 kA (valores em %), conforme Dias (2002).

Figura 4.1 - Eficiência na localização – 4 sensores – jan/89 a mai/95

Figura 4.2 - Eficiência na localização – 6 sensores – jun/95 a out/96

Figura 4.3 - Eficiência na localização – 7 sensores – nov/96 a set/98

Figura 4.4 - Eficiência na localização – 16 sensores - out/98 a jul/91

Figura 4.5 - Eficiência na localização – 22 sensores

4.3 – Dados do sistema de localização de tempestades

Os dados utilizados neste trabalho foram os de descargas atmosféricas, obtidos através do sistema de localização de tempestades – SLT da Cemig. O número total de descargas atmosféricas ocorridas no período de 1989 a 2002 foi de

15.315.025 descargas. Os dados são pontos com atributos, conforme figura 4.6, incluindo:

Polaridade;

Ano;

Mês;

Dia;

Hora;

Minuto;

Segundo;

Milésimo de segundo;

Longitude;

Latitude;

Intensidade.

Figura 4.6 - Exemplo de atributos criado através do software MapInfo

Através do software MapInfo Professional, criou-se uma grade ( gridmaker ) com dimensões de 20 x 20 km, conforme figura 4.7. Segundo Davis (2001), esse método não é adequado para lidar com linhas ou polígonos; entretanto, é bastante eficiente para tratamento de dados pontuais.

Figura 4.7 – Grid 20 X 20 km

Com base na Grid File foram extraídos os centróides de cada linha e coluna que formavam cada grid , conforme Abreu e Machado (1986) e Moura (2003).

A figura 4.8 mostra um exemplo de um mapa cadastral com polígonos, em que o centróide gerou pontos amostrais; o centróide é o ponto que define o centro geométrico de um objeto.

Figura 4.8 – Pontos de centróides

Com os dados obtidos através do software MapInfo, gerou-se um banco de dados de descargas atmosféricas em ASCII.

O software Surfer foi utilizado para visualização espacial das informações das descargas atmosféricas. O sistema de interpolação utilizado foi o de “Krigagem” ordinária. Segundo Saturo, Ladim e Riedel (2000), a “krigagem” ordinária usa informações a partir do semivariograma para encontrar os pesos ótimos a serem associados às amostras com valores conhecidos e que irão estimar os pontos desconhecidos. Nessa situação, o método fornece, além dos valores estimados, o erro associado à estimativa, o que o distingue dos demais algoritmos à disposição. A

“krigagem” ordinária considera a média flutuante ou móvel por toda a área; seu objetivo é buscar o melhor conjunto de ponderadores, de tal modo que a variância do erro seja a mínima possível (COELHO, 2003). Segundo Andriotti (2004), a “krigagem” leva em consideração:

o número de amostras utilizadas;

as posições das amostras na área a ser avaliada;

as distâncias entre as amostras e a zona a ser estimada; e

a continuidade espacial da variável em estudo.

CAPÍTULO 5

ANÁLISE DOS RESULTADOS

Após o processamento das descargas atmosféricas ocorridas no Estado de

Minas Gerais entre 1989 e 2002, foram elaborados mapas de densidade média anual, por estação do ano e por ano; também foi possível elaborar mapas de dias com trovoadas. Foram feitas análises comparativas entre a distribuição espacial e temporal das descargas atmosféricas com as curvas altimétricas e os fenômenos El

Niño, La Niña e aquecimento global.

5.1 - Descargas atmosféricas

A figura 5.1 mostra a distribuição média mensal das descargas atmosféricas em Minas Gerais. Os meses de janeiro, fevereiro, novembro e dezembro apresentam o maior número de descargas, sendo que fevereiro e novembro apresentam o maior número médio mensal de descargas atmosféricas. Os meses compreendidos entre maio e setembro são os que apresentam os índices mais baixos de descargas.

Figura 5.1 – Descargas atmosféricas médias mensais em Minas Gerais

O movimento de translação da Terra em torno do Sol e o ângulo de 23º 27’ existente entre o plano da eclíptica dos dois astros, aos quais se deve a origem bem definida das quatro estações do ano em Minas Gerais, são os principais fatores climáticos responsáveis pela distribuição mensal das descargas atmosféricas no

Estado.

No verão, há uma alta ocorrência de descargas e, no inverno, uma baixa ocorrência; não há formação de nuvens do tipo cúmulos-nimbos pelos processos convectivos e orográficos. As chuvas que ocorrem no inverno em Minas Gerais são predominantemente frontais, originadas de frentes frias.

A figura 5.2 mostra a variação anual do total de descargas atmosféricas observadas entre os anos de 1989 e 2002 em Minas Gerais.

Figura 5.2 – Total de descargas atmosféricas anuais

O número médio anual de descargas atmosféricas em Minas Gerais é de

1.095.041.

5.2 - Densidade de descargas atmosféricas

O mapa de densidade de descargas atmosféricas foi feito a partir da contagem da média de descargas atmosféricas ocorridas em todos os 853 municípios de Minas

Gerais. No total, foram utilizados 15.330.571 dados de descargas atmosféricas ocorridas entre 1989 e 2002.

A figura 5.3 construída mediante a utilização da base de dados de descargas atmosféricas mostra a distribuição espacial de densidade de descargas atmosféricas médias anuais em Minas Gerais; não foram considerados os valores de descargas positivas abaixo de 15 kA. Pode-se observar uma espécie de “cinturão” de leste para oeste, que se inicia próximo ao município de Juiz de Fora, avança para os Municípios de Barbacena,

Conselheiro Lafaiete e Ibirité, chegando a atingir alguns bairros de Belo Horizonte.

Depois, o “cinturão” enfraquece um pouco, voltando a se intensificar entre as regiões oeste e Alto São Francisco.

A continuação da Serra da Mantiqueira, sentido norte-sul, entre os municípios de Juiz de Fora, Santos Dumont, Barbacena, Conselheiro Lafaiete e São João Del

Rey, é a região que apresenta a maior densidade de descargas atmosféricas em

Minas Gerais; a densidade anual chegou a ser superior a sete descargas/km 2/ano.

Na região do Alto São Francisco ocorre a formação de um núcleo com densidade acima de seis descargas/km 2/ano. As densidades inferiores a duas descargas/km 2/ano foram observadas nas regiões leste, nordeste e norte do Estado.

A tabela 5.1 mostra a lista dos vinte municípios mineiros que apresentam os maiores índices de densidade de descargas atmosféricas. Em Belo Horizonte, o bairro do Barreiro apresenta os índices de densidade mais altos e a região de Venda

Nova os menores valores. Tabela 5.1 – Municípios de Minas Gerais com maiores densidades de desc./km 2/ano

Município Densidade Ibirité 7,959034 Ouro Branco 7,873761 Congonhas 7,76088 Belo Horizonte 7,529011 Conselheiro Lafaiete 7,374197 Itaverava 7,037172 Catas Altas da Noruega 6,977416 Lamim 6,547065 Sarzedo 6,542627 Contagem 6,533101 Queluzito 6,402351 Nova Lima 6,352518 São Brás do Suaçuí 6,243161 Piranga 6,135208 Betim 6,051948 Santa Rita do Jacutinga 6,037101 Medeiros 6,016643 Ouro Preto 5,994894 Capela Nova 5,961859 Mário Campos 5,957143

O anexo A mostra a densidade de desc./km 2/ano para todos os 853

municípios de Minas Gerais.

Figura 5.3 – Mapa de densidade de descargas atmosféricas em Minas Gerais A comparação entre o mapa de densidade de descargas atmosféricas feito a partir dos dados do sistema de localização de tempestades – SLT com o mapa obtido dos contadores de descargas atmosféricas, mostra (conforme figura 5.4) que o “cinturão” existe nos dois mapas; entretanto, há diferenças significativas nos valores e na locação dos núcleos de maior intensidade.

No mapa feito com os dados de contadores, o valor máximo de densidade de descargas atmosféricas médias ficou acima de 10 desc./km 2/ano, observado na região do Campo das Vertentes, no município de São João Del Rey; entretanto, no mapa elaborado com dados do SLT o maior valor ficou entre sete e oito desc./km 2/ano.

O mapa gerado pelo SLT mostra a existência de três núcleos com alta densidade de descargas atmosféricas, o primeiro na vizinhança do município de

Ibirité, o segundo na vizinhança de Conselheiro Lafaiete e o terceiro na vizinhança de

Medeiros. No mapa gerado pelos contadores de descargas atmosféricas verificou-se um núcleo na região de Jaguará, que não foi, entretanto, identificado pelo SLT.

Figura 5.4 – Comparação entre a densidade de descargas atmosféricas observadas pelos contadores e pelo SLT

As figuras 5.5, 5.6, 5.7 e 5.8 mostram, respectivamente, a densidade de descargas atmosféricas nas estações do verão, outono, inverno e primavera em

Minas Gerais.

Figura 5.5 – Densidade de descargas médias no verão

O verão é a estação do ano que apresenta a maior densidade de descargas atmosféricas; o valor máximo encontrado varia entre 2,5 e 3 desc./km 2/estação. Há um posicionamento quase que norte-sul do núcleo de máxima intensidade. Na Serra da Canastra, há formação de um núcleo cuja densidade varia de 1.5 a 2 desc./km 2/estação.

Figura 5.6 – Densidade de descargas médias no outono

No outono, há um declínio acentuado da densidade de descargas atmosféricas, mas o “cinturão” continua existindo. As nuvens que provocam descargas atmosféricas, nessa época do ano, ainda são de origem frontal, convectiva e orográfica.

No inverno, a densidade de descargas atmosféricas é quase próxima de zero; as chuvas que ocorrem, em um ou outro ano, são normalmente de origem frontal e com fraca intensidade.

Figura 5.7 – Densidade de descargas médias no inverno

A distribuição espacial da densidade de descargas atmosféricas na primavera mostra que os fatores climáticos que dão origem ao processo de formação das nuvens são, principalmente, a orografia e a distribuição de radiação solar. A primavera em Minas Gerais é a estação mais quente do ano e, quando há disponibilidade de umidade, inicia-se o processo de formação das primeiras chuvas do período chuvoso. As chuvas normalmente ocorrem em pancadas de curta duração, no final da tarde e início da noite.

Figura 5.8 – Densidade de descargas médias na primavera

O anexo 2 mostra os mapas de densidade de descargas para os anos de

1989 a 2002. Os anos de 1993 e 2002 foram os que apresentaram as maiores densidades de descargas atmosféricas, com valores superiores a 12 desc./km 2/ano.

5.3 - Análise da polaridade

A figura 5.9 mostra a relação entre as descargas atmosféricas positivas e negativas em Minas Gerais. Pode-se observar que 77% das descargas que ocorreram foram negativas, enquanto as positivas corresponderam somente a 23%.

Valores semelhantes também foram encontrados por outros autores, ao estudarem casos de algumas regiões em Minas Gerais (PINTO e PINTO, O. Jr et al. 1993;

ODIM et al., 1998; GIN et al., 1999; MENDES et al., 1998; NACCARRATO, 2001).

Figura 5.9 – Relação entre descargas atmosféricas de polaridade positiva e negativa

A figura 5.10 mostra a relação entre descargas positivas e negativas por regiões do Estado de Minas Gerais. Nas regiões Noroeste, Norte e Nordeste, a porcentagem de descargas positivas é menor do que as negativas. Ao longo do

“cinturão” de máxima densidade de descargas atmosféricas, a relação entre positivas e negativas é próxima da média do Estado.

Figura 5.10 - Comparação entre as polaridades positivas e negativas em cada região As figuras 5.11 a 5.22 mostram a relação entre todas as estações do ano, por região, no Estado de Minas Gerais, das descargas atmosféricas positivas e negativas, e sua intensidade. As porcentagens foram calculadas com base nos dados de cada polaridade; portanto, as análises devem ser feitas com base na distribuição da intensidade das descargas atmosféricas por estação do ano.

Figura 5.11 - Campo das Vertentes

Figura 5.12 - Central mineira

Figura 5.13 - Jequitinhonha

Figura 5.14 – Metropolitana

Figura 5.15 - Noroeste

Figura 5.16 - Norte

Figura 5.17 - Oeste

Figura 5.18 - Sul-sudoeste

Figura 5.19 - Triângulo

Figura 5.20 - Vale do Mucuri

Figura 5.21 - Vale do Rio Doce

Figura 5.22 - Zona da Mata

Com exceção das regiões Norte e Noroeste, a porcentagem de descargas positivas abaixo de 15 kA, no outono e no inverno, é superior a todas as outras classes de intensidade. Nas duas regiões, a classe de intensidade de 15.1 a 30 kA apresenta a maior porcentagem em todas as estações do ano.

Todas as regiões apresentam praticamente a mesma relação percentual, ao se analisar as descargas negativas; isto é, há maior porcentagem de descargas na classe de 15.1 a 30 kA em relação às demais. Portanto, a intensidade média das descargas negativas é superior às positivas.

O anexo C mostra as comparações mensais por região do Estado de Minas

Gerais, das descargas positivas e negativas. Também nessas figuras é possível observar que as descargas atmosféricas ocorridas nas regiões norte e noroeste possuem intensidade relativa superior às demais. 5.4 - Dias de trovoadas

Os níveis ceráunicos ou dias de trovoadas por ano foram calculados a partir das informações fornecidas pelo sistema de localização de tempestades. Utilizando o software MapInfo, gerou-se uma grade de 20x20 km, onde um dia de trovoadas era contado independentemente do número de ocorrência de descargas atmosféricas dentro da grade. O sistema de contador utilizado até 1995 utilizava 580 pontos para coleta de informações, enquanto que no atual foram utilizados milhares de pontos.

A figura 5.23 mostra a distribuição espacial do número médio anual de dias de trovoadas em Minas Gerais. Os valores variam de 10 a 120 dias por ano no Estado; entretanto, as regiões Sul, Zona da Mata, Metropolitana, Oeste e Triângulo apresentaram os maiores números de dias com trovoadas por ano. As regiões Norte,

Nordeste e Leste apresentaram o menor número de dias com trovoadas por ano, com média de 10 dias.

A figura 5.24 permite comparar os resultados encontrados a partir das informações de descargas atmosféricas do SLT com os dados coletados por observações. É possível verificar que essa tecnologia proporcionou uma delimitação maior das regiões de maior ocorrência de trovoadas por ano. Inicialmente sabia-se que existia um alto índice de dias com trovoadas por ano na região do Triângulo, entretanto, o mapa elaborado com os dados do SLT mostra a ocorrência também de um outro núcleo, entre as regiões Metropolitana de Belo Horizonte e Campo das

Vertentes.

Figura 5.23 – Número médio de dias de trovoadas em Minas Gerais

Figura 5.24 – Comparação entre mapas de dias de trovoadas gerados a partir de observadores locais e com dados do SLT

Análise anual da distribuição espacial dos dias de trovoadas em Minas Gerais

Pode-se observar, nas figuras 5.25 a 5.38, que o número de dias de trovoadas anual é, normalmente, mais alto nas regiões Sul, Zona da Mata, Campo das

Vertentes, Metropolitana, Oeste, Triângulo e Noroeste de Minas Gerais.

É comum a formação de dois núcleos com altos índices ceráunicos, um entre as regiões oeste e Triângulo e outro entre as regiões sul, Zona da Mata e Campos das Vertentes. O primeiro núcleo sempre apresenta níveis ceráunicos superiores ao segundo.

O ano de 1999 foi o que apresentou os menores índices ceráunicos, com valores abaixo de 60 dias de trovoadas; o ano de 2002 foi o que apresentou os maiores índices, superiores a 90 dias de trovoadas.

A partir de 1997, houve um aumento dos níveis ceráunicos em Minas Gerais, significativo nas regiões leste e nordeste. A região do Triângulo também passou a apresentar índices superiores aos observados em anos anteriores. Uma das hipóteses que explicam essa mudança seria a melhoria ocorrida na qualidade do sistema para localização e identificação das descargas atmosféricas.

Figura 5.25 – Número de dias de trovoadas no ano de 1989 em Minas Gerais

Figura 5.26 – Número de dias de trovoadas no ano de 1990 em Minas Gerais

Figura 5.27 – Número de dias de trovoadas no ano de 1991 em Minas Gerais

Figura 5.28 – Número de dias de trovoadas no ano de 1992 em Minas Gerais

Figura 5.29 – Número de dias de trovoadas no ano de 1993 em Minas Gerais

Figura 5.30 – Número de dias de trovoadas no ano de 1994 em Minas Gerais

Figura 5.31 – Número de dias de trovoadas no ano de 1995 em Minas Gerais

Figura 5.32 – Número de dias de trovoadas no ano de 1996 em Minas Gerais

Figura 5.33 – Número de dias de trovoadas no ano de 1997 em Minas Gerais

Figura 5.34 – Número de dias de trovoadas no ano de 1998 em Minas Gerais

Figura 5.35 – Número de dias de trovoadas no ano de 1999 em Minas Gerais

Figura 5.36 – Número de dias de trovoadas no ano de 2000 em Minas Gerais

Figura 5.37 – Número de dias de trovoadas no ano de 2001 em Minas Gerais

Figura 5.38 – Número de dias de trovoadas no ano de 2002 em Minas Gerais O anexo D mostra a distribuição espacial média mensal do número de dias de trovoadas em Minas Gerais. De outubro a abril que ocorre o maior número de dias de trovoadas, coincidindo com a época chuvosa em Minas Gerais. Os meses de janeiro e dezembro apresentam os maiores dias de trovoadas no ano, acima de 12.

Julho e agosto apresentam os menores dias de trovoadas, na média, abaixo de 2.

Os valores encontrados a partir dos dados de descargas atmosféricas estão coerentes com as informações do Instituto Nacional de Meteorologia – Inmet, que apresentam, em média, nos meses de dezembro e janeiro, entre 16 e 18 dias com chuvas. Portanto, como não ocorreram trovoadas em todos os dias de chuvas, a média de 12 a 14 dias de trovoadas, nesses meses, está próxima da real. 5.5 – Influência da topografia na organização das descargas atmosféricas

A figura 5.39 mostra a comparação entre o mapa de densidade de descargas atmosféricas e o mapa altimétrico de Minas Gerais.

Figura 5.39 – Comparação entre a orografia e a média anual de descargas

atmosféricas em Minas Gerais

A massa de ar tropical marítima (Tm) localizada no oceano Atlântico Sul, com centro na latitude de 30ºS, também chamada de anticiclone do Atlântico Sul, é o principal fator climático que influencia nas condições climatológicas em Minas Gerais, durante todas as estações do ano. A sua atuação é mais significativa nas regiões norte, nordeste e leste do Estado. O vento descendente dificulta a formação de nuvens do tipo cúmulos-nimbos, acarretando diminuição do número anual de ocorrência de descargas atmosféricas.

O ar quente que avança pelo vale do São Francisco é forçado a subir a Serra da Canastra, organizando nuvens e, conseqüentemente, descargas atmosféricas na região; portanto, há uma combinação de fatores, como a circulação de macroescala e local. Esse processo também parece ser responsável pelo alto índice de descargas atmosféricas na Serra da Mantiqueira, entre os municípios de Juiz de Fora e Ibirité, assim como na região do Campo das Vertentes.

Comparando-se as informações da orografia com o número médio anual de descargas atmosféricas, conforme figura 5.38, pode-se concluir que:

Regiões com altitudes abaixo de 300 metros apresentam os menores índices

de descargas atmosféricas;

Os maiores valores médios de descargas atmosféricas são observados em

regiões com orografia acima de 800 metros e abaixo de 1250 metros;

Regiões com elevado grau de desnível são as que apresentam os maiores

índices de descargas atmosféricas;
A Serra da Mantiqueira não é o principal fator climático para a organização

das descargas atmosféricas na região sul do Estado;

A Serra do Espinhaço não exerce nenhuma influência na organização de

descargas atmosféricas na região Norte de Minas Gerais.

5.6 – Influência dos fenômenos El Niño e La Niña nas descargas

atmosféricas em Minas Gerais

As figuras 5.40 a 45 mostram as anomalias das descargas atmosféricas ocorridas em Minas Gerais, no período de novembro a fevereiro, para os episódios citados na Tabela 2.19.

Foram analisados quatro episódios dos fenômenos El Niño e dois de La Niña.

O número é muito pequeno para permitir informações conclusivas a respeito da influência desses fenômenos na distribuição das descargas atmosféricas em Minas

Gerais. Entretanto, existem alterações significativas na distribuição espacial da anomalia e na quantidade das descargas atmosféricas ocorridas em Minas Gerais em anos de El Niño e La Niña.

Nos verões sob influência de El Niño, a área abrangida com anomalia negativa das descargas atmosféricas é alta, principalmente quando o El Niño verificado era intenso.

As anomalias negativas ocorrem com maior intensidade, principalmente nos municípios de Minas Gerais que apresentaram os maiores índices médios de densidade de descargas atmosféricas. Em alguns desses municípios a anomalia chegou a ser de –500 descargas.

Nos verões sob influência do fenômeno La Niña, pode-se observar aumento da área abrangida por anomalias positivas em Minas Gerais. Anomalias positivas ocorrem em todas as regiões do Estado, entretanto são mais significativas na região do “cinturão” de descargas de Minas Gerais.

Figura 5.40 – Anomalia de descargas atmosféricas no verão de 1991/1992 em Minas Gerais

Figura 5.41 – Anomalia de descargas atmosféricas no verão de 1993/1994 em Minas Gerais

Figura 5.42 – Anomalia de descargas atmosféricas no verão de 1994/1995 em Minas Gerais

Figura 5.43 – Anomalia de descargas atmosféricas no verão de 1995/1996 em Minas Gerais

Figura 5.44 – Anomalia de descargas atmosféricas no verão de 1997/1998 em Minas Gerais

Figura 5.45 – Anomalia de descargas atmosféricas no verão de 1998/1999 em Minas Gerais A figura 5.46 a compara o número de descargas atmosféricas ocorridas em Minas

Gerais nos verões de El Niño e La Niña.

Figura 5.46 – Descargas atmosféricas ocorridas nos meses de verão em Minas Gerais

Nesse período, houve ocorreram dois El Niños e um La Niña com forte intensidade. As chuvas observadas no verão de 91/92, que causaram enchentes em algumas regiões de Minas Gerais, foram provenientes de frentes frias, quando a

Zona de Convergência do Atlântico Sul posicionou-se mais ao sul de Minas Gerais.

Nos demais verões, as precipitações foram de origem convectiva e orográfica, principalmente nas regiões da Zona da Mata, Campo das Vertentes, Metropolitana e

Alto São Francisco. 5.7 – Influência do aquecimento global nas descargas atmosféricas em Minas Gerais

Pratini de Moraes, em 1998, mostrou que a temperatura do ar no último século em Minas Gerais teve um aumento de aproximadamente 1.6ºC. Também segundo o autor, a temperatura em Belo Horizonte sofreu um aumento anual da ordem de

1,67ºC.

A relação entre a elevação da temperatura do ar em Minas Gerais e sua influência em outras grandezas climatológicas ainda não foi estudada.

Provavelmente, isso se deve a dificuldade de identificar pequenas oscilações em virtude dos mesmos possuírem altas variabilidades horárias, mensais e anuais.

A figura 5.47 compara a anomalia padronizada da quantidade de descargas atmosféricas anual e a anomalia da temperatura do ar global. Pode-se observar na figura que os dois anos que apresentaram os menores índices de descargas estavam sob a influência do fenômeno El Niño. A série de 14 anos de dados é muito pequena para se tirar conclusões, entretanto, a continuação da taxa de aquecimento da Terra pode levar ao aumento da evaporação e, conseqüentemente, ao aumento do número de descargas atmosféricas.

Figura 5.47 – Comparação entre a quantidade de descargas atmosféricas anual em Minas Gerais e a anomalia da temperatura do ar global

A figura 5.48 mostra a distribuição mensal das descargas atmosféricas ocorridas em

Minas Gerais entre 1989 e 2002. Pode-se observar que o número de descargas atmosféricas ocorridas entre novembro e fevereiro aumentou significativamente nos

últimos quatro anos. De toda a série, 14 anos de dados, é o período que apresentou a maior concentração de descargas atmosféricas.

Figura 5.48. Distribuição mensal das descargas atmosféricas ocorridas entre 1989 e 2002

CAPÍTULO 6

CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

Os diferentes tipos de climas existentes em Minas Gerais são provenientes de fatores de origem macro, meso e microescalas. A atuação do anticiclone semi- estacionário do Atlântico Sul define um clima semi-árido nas regiões norte e nordeste de Minas Gerais. As frentes frias que chegam ao Estado, no sentido SW-NE são as responsáveis pelo início do período chuvoso, de outubro a abril, e também pelas enchentes.

A altimetria, a forma do relevo e a continentalidade definem os corredores de ventos e a distribuição espacial da temperatura e da umidade relativa do ar. Surgem, assim, os processos orográficos e convectivos, responsáveis pela organização das chuvas em alguns meses do ano, na maioria das vezes acompanhadas de descargas atmosféricas.

O uso dos softwares MapInfo e Sufer permitiu a elaboração de um banco de dados de descargas atmosféricas e sua análise temporal e espacial.

Embora o trabalho tenha sido feito com as informações coletadas em diferentes situações de sensores, não há influência disso no resultado final, pois o

“cinturão” de máxima densidade está dentro da área coberta de maior precisão.

Os meses de novembro, dezembro, janeiro e fevereiro são os que apresentam as maiores médias mensais de descargas atmosféricas. As chuvas que ocorrem no mês de novembro são provenientes, principalmente, dos processos orográficos e convectivos. Uma ou outra frente fria chega ao Estado, tendo a função principal de aumentar a umidade relativa do ar.

O mês de dezembro, normalmente chuvoso, possui pouca variabilidade. O processo frontal é o principal fator na organização das chuvas nesse mês. Durante a sua passagem ocorre formação de linhas de instabilidade, que produzem alto índice de descargas atmosféricas.

Janeiro é normalmente um mês chuvoso, as frentes frias permanecem estacionárias durante alguns dias; entretanto, o processo convectivo, dado o alto

índice de radiação solar nessa época, funciona como desencadeador dos processos de formação de nuvens que dão origem a descargas atmosféricas.

Apesar de as chuvas no mês de fevereiro apresentarem alto desvio padrão, pode-se caracterizá-lo como o de maior ocorrência de descargas atmosféricas nos municípios que formam o “cinturão” de descargas. Os processos orográficos e convectivos são os principais fatores responsáveis pelas chuvas nesse mês. São as águas de março fechando o verão como disse Antônio Carlos Jobim.

Nesse mês as chuvas são causadas pelos três processos físicos, provocando descargas atmosféricas principalmente nas regiões do Triângulo, Sul, Zona da Mata,

Campo das Vertentes e Metropolitana.

Não houve alterações significativas no total anual de descargas atmosféricas entre os anos de 1989 a 2002, quando a média anual ficou em torno de 1.095.000 descargas.

A densidade média anual das descargas atmosféricas em alguns municípios de Minas Gerais é próxima dos valores mais altos encontrados na África do Sul e

México. A descoberta do “cinturão” de máxima descarga atmosférica já havia sido sinalizada antes. Entretanto, com base no volume de informações utilizadas nesta pesquisa, é possível não só confirmar a sua existência, mas também identificar núcleos isolados dentro do sistema.

O mapa de densidade de descargas atmosféricas gerado pelo SLT vai, a partir de agora, substituir o mapa de densidade de descargas elaborado com os dados de contadores.

O verão, conforme era de se esperar, é a época do ano que apresenta as maiores densidades de descargas atmosféricas; e, no inverno, há pouca evaporação, conseqüentemente ocorrendo um acentuado declínio na densidade.

Com o aumento da radiação solar na primavera, as nuvens que causam descargas atmosféricas começam a se formar, surgindo as primeiras descargas na região do “cinturão”.

Pinto Jr et al. (1999) haviam encontrado densidade de descargas atmosféricas da ordem de 15 desc./km 2/ano em 1993. Esse resultado também foi encontrado neste trabalho, mas o ano de 2002 foi o que apresentou o maior índice anual de densidade, com valores superiores a 15 desc./km 2/ano. A análise anual foi muito importante, pois resultados de pesquisas explicitaram que a análise individual pode levar à conclusão errônea da densidade média anual das descargas em Minas

Gerais.

As descargas atmosféricas em Minas Gerais são predominantemente de polaridade negativa, com percentual de 77%; o restante é de descargas positivas. A análise regional mostrou que a diferença entre os percentuais de descargas negativas e positivas aumenta nas regiões norte e Vale do Mucuri, com respectivos valores de 85% e 84% de descargas negativas, contra 15% e 16% de positivas; as regiões Central Mineira e oeste foram as que apresentaram os maiores índices de percentuais de descargas positivas em relação às negativas, respectivamente 29% e

27%.

A análise comparativa da intensidade das descargas atmosféricas em Minas

Gerais, que considerou também as descargas positivas abaixo de 15 kA, mostrou que, para todas as regiões, a percentagem de descargas positivas com intensidade abaixo de 15 kA é alta.

Descargas negativas com intensidades entre 15 e 30 kA possuem percentagens significativas em todas as regiões, principalmente na primavera.

Intensidades acima de 80 kA apresentaram percentagens acima de 10% nas regiões noroeste e norte de Minas Gerais.

É ao longo do “cinturão” de máxima densidade de descargas atmosféricas em

Minas Gerais que também ocorre a maior média de dias com trovoadas por ano. Os valores encontrados nessa região estão na média anual, de 70 dias de trovoadas por ano.

Os anos de 1992, 1997 e 1998, que estavam sob o domínio do fenômeno El

Niño, apresentaram baixos índices de dias de trovoadas, enquanto em 1999, 2000,

2001 e 2002, anos de La Niña, houve uma maior distribuição espacial do número de dias de trovoadas.

A distribuição média mensal de dias de trovoadas é muito semelhante à distribuição da média mensal de dias de chuvas em Minas Gerais; portanto, há uma forte correlação entre as duas grandezas. Isso ocorre porque as chuvas em Minas

Gerais são predominantemente de origem orográfica e convectiva. As chuvas de origem frontal são significativas em termos de volume, mas não de número de dias de dias de trovoadas.

Os meses que apresentaram os maiores números de dias de trovoadas são janeiro, dezembro, fevereiro e março.

A topografia não é o principal fator responsável pela formação e organização das descargas atmosféricas em Minas Gerais, pois existem regiões cuja topografia é elevada e o relevo é sinuoso que apresentam baixos índices de descargas atmosféricas. Entretanto, o mapa de densidade de descargas atmosféricas mostra que a topografia, juntamente com a disponibilidade de umidade e a direção predominante dos ventos, é um fator importante para a formação das chuvas de origem convectiva e orográfica.

Os mapas de anomalias de descargas atmosféricas mostraram que em anos de El Niño há uma diminuição significativa na distribuição espacial das descargas; enquanto, em anos de La Niña, ocorre o inverso, isto é, um aumento significativo da

área de abrangência de valores acima da média do número de descargas. Portanto, pode-se concluir que em anos de La Niña ocorrem mais descargas em Minas Gerais do que em anos de El Niño.

O aquecimento global da superfície da Terra parece ainda não ter influenciado no aumento do número de descargas atmosféricas ocorridas em Minas Gerais nos

últimos 14 anos. A flutuação anual e a elevação do número de descargas nos últimos dois anos do estudo não permitem chegar a correlações significativas entre os dois fenômenos.

O estudo da descarga atmosférica no Brasil é muito recente, faltam maiores conhecimentos sobre a origem, distribuição e principais fatores que originam as nuvens cúmulos-nimbos. É necessária uma maior aproximação entre pesquisadores de diferentes áreas, principalmente de climatologia, que precisam tomar consciência de que as descargas atmosféricas são responsáveis por prejuízos de mais de duzentos milhões de dólares ao ano no Brasil e por elevado número de mortes.

Até a presente data, o mapa utilizado para a determinação de aterramento em linhas de transmissão, indústria e prédios em Minas Gerais era o confeccionado com base nos dados dos contadores de descargas atmosféricas; espera-se que a partir desta pesquisa o mapa confeccionado com dados do sistema de localização de tempestades seja tomado como referência, pois, além do volume de dados utilizados, empregam-se as mais recentes técnicas de análise espacial.

Em Minas Gerais, berço do estudo de descargas atmosféricas no Brasil, o conhecimento sobre a formação e organização da descarga atmosférica ainda é incipiente. Há necessidade de mais estudos, principalmente na região do “cinturão”.

É necessário conhecer o microclima e dar continuidade às pesquisas que relacionem as descargas com fenômenos El Niño, La Niña e aquecimento global, pois a pesquisa mostrou ser possível no futuro a elaboração de previsões a longo prazo da quantidade de descargas atmosféricas e de sua distribuição espacial.

REFERÊNCIAS

ABREU, João Francisco. Sistemas de informações geográficas e manufatura integrada de computador., GIS e CIM – uma análise exploratória. In: Terra, L. D. B. (ed). Manufatura integrada por computador . Belo Horizonte: Fundação Cetetminas, 1995.

ABREU, João F.; MACHADO, Cláudio C. Spatial evolution of the population of Minas Gerais (1950 to 1980) via Centrographic Techniques and Directional Research. Geografia , 11 (22): 39-67, outubro, 1986.

ANDRIOTTI, José L. S. Fundamentos de estatística e geoestatística . Editora Unisinos, 2004.

ALVES, J. M. B. et al. Episódios de La Niña na Bacia do Oceano Pacífico Equatorial e a distribuição sazonal e intra-sazonal das chuvas no setor Norte do Nordeste brasileiro. Revista Brasileira de Meteorologia , v. 12, n 1, p. 63-76, 1997.

ARAUJO, R. L. et al. Applied lightning research in an inter-tropical mountain area. The First International Conference on Power Distribution (ICPD), Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil, November 1990.

AYOADE, J. O . Introdução à climatologia para os trópicos . Difel, 1983, 332p.

BELCULFINÉ, U. Física das nuvens: compilamento de ensinamentos básicos. ECA

10/77, CTA/IAE, março de 1977.

BERGER, G. Lightning phenomena . III SIPDA, 5-9, December, 1994, São Paulo, Brasil.

CARVALHO, A. M.; DINIZ, J. H.; CHERCHIGLIA, L. C. L. Obtenção de densidade de descargas atmosféricas para a Terra através de contadores de descargas, dias de trovoadas ouvidas e Sistema de Localização de Tempestades – SLT. II Seminário Internacional de Proteção Contra Descargas Atmosféricas , Guaratinguetá, São Paulo, julho de 1992.

http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/co2/sio-mlo.htm . Acesso em 27 de maio de 2004.

CHOW, V. T. Handbook of applied hydrology . McGraw- Hill Book Company.

COELHO, C. A. S. et al. Estudo climatológico sazonal da precipitação sobre o Brasil em episódios extremos da oscilação sul. Revista Brasileira de Meteorologia , v. 14. n 1, p.49-65, 1999.

COELHO, Carlos W. G. A. Geoprocessamento aplicado à identificação de áreas de maior ocorrência de descargas atmosféricas em Belo Horizonte – período 2000 a 2002 . Monografia do Curso de Geoprocessamento da UFMG, 2003.

DAVIS Jr, Clodoveu; FONSECA, Frederico. Introdução aos sistemas de informação geográfica . Prodabel, Belo Horizonte, 2001.

SILVA DIAS P.; MARENGO J. A. Águas doces no Brasil . Instituto de Estudos Avançados da USP, São Paulo, 1999.

DIAZ, H. F. et al. El Niño – historical and paleoclimatic aspects of the southern oscillation. Historical records in ENSO reconstructions . Cambridge: University Press, 1992. p. 122-123.

DINIZ, J. H.; CARVALHO, A . M.; CHERCHIGLIA, L. C.L. Lightning research carried out by Companhia Energética de Minas Gerais – Brazil. 23 rd International Conference on Lightning Protection (ICLP). Firenze, Italy, setember 1996.

DOLFUS, O. O espaço geográfico . Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 1991.

DUARTE, P. A. Fundamentos de cartografia . Florianópolis, Editora da UFSC, 2002.

FLEMING, JAMES R. What Role Did G.S. Callendar play in reviving the CO2 theory of global climate change ? Disponível em: < http://ams.confex.com/ams/annual2003/techprogram/paper_58908.htm > Acesso em 8 jan. 2004.

GCDM. A directory of earth science data and services . Disponível em: < http://gcmd.gsfc.nasa.gov/ > Acesso em 22 jan. 2004.

Global Atmospherics, Incorporation. Advanced lightning diretion finder model 141-T ALDF: Installation, Operation, and Maintenance Manual. Tucson, 1994.

Global Atmospherics, Incorporation. Technical manual for LPATS remote receiver series III . Tucson, 1995.

Global Atmospherics, Incorporation. Lightning position and tracking sensor IV (LPATS IV): installation, operation, and maintenance manual . Tucson, 1997. Global Atmospherics, Incorporation LP2000. Lightning processor user’s guide . Tucson, 1999.

GIN, R. B. B.; PEREIRA, A J.; GUEDES, R. L. Estudo de descargas elétricas atmosféricas em sistemas convectivos organizados: estudo de casos. XVIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos , Belo Horizonte, 1999.

GOODMAN, S. J. et al. The 1997-98 El Niño event and related wintertime lightning variations in the Southeastern United States. Geophysical Research Letters , V. 27, N. 4, 2000, p.541-544.

GRIN, R. B. B. et al. Descargas atmosféricas no Sudeste do Brasil. XIV SNPTEE – Seminário Nacional de Produção e Transmissão de energia Elétrica , Belém, PA, 1997.

HIDORE, J.J. e OLIVER, J. E. Climatology – An atmospheric science . New York, Editora Macmillan Publishing Company, 1993, 423p.

IPCC. Disponível em:< http://www.ipcc.ch/ > Acesso em 20 março, 2004.

JULIAN, P. R.; CHERVIN, R. M. A study of the southern oscillation and Walker circulation phenomenon. Monthly Weather Review , 106, p. 1433-1451.

KEELING, C. D.; WHORF, T. P. Atmospheric carbon dioxide record from Mauna Loa. http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/co2/sio-mlo.htm . 5 abril de 2005.

KRIDER, E. P. 75 years of research on the physics of a lightning discharge. In: Physics of a Ligtning Discharge , 1999.

LEAN, J.; BUNTON, C. B.; NOBRE, C. A.; ROWNTREE, P. R. The simulated impact of Amazoniam deforestation on climate using measured ABRACOS vegetation characteristics. In: GASH, J. H. C.; NOBRE, C. A.; ROBERTS, J. M.; VICTORIA, R.

L. (Ed). Amazonian Deforestation and Climate . John Wiley & Sons, 1996, p.499-576.

LINACRE, E.; GEERTS, B. Climates & weather explained . New York, Routledge,

1997, 432p.

LINSLEY, R. K.; FRANZINI, J. B. Engenharia de recursos hídricos . São Paulo:

Editora da USP, 1978, 798 p.

MENDES, O. Jr; DOMINGUES, M. O. Algoritmo eficiente de classificação de relâmpagos. XII Congresso Nacional de Matemática Aplicada e Computacional . Proceedings. In Press. Caxambu, 14 a 18 de setembro, 1998.

MESQUITA, C. R. Investigação de sistemas de detecção e localização de descargas atmosféricas . Dissertação de mestrado, UFMG, 2001, p.187.

MOCK, D. R. The southern oscillation: historical origins . http://www.nearctica.com/geology/global/elnino.htm , 23 de junho de 2003.

NACCARATO, K. P. Estudo de relâmpagos no Brasil com base na análise de desempenho do Sistema de Localização de Tempestades. Tese de mestrado, INPE, 165 p. São José dos Campos, 2001.

NBR 5419 – ABNT. Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas . ABNT, Rio de Janeiro, junho 1993.

NECHET, D. Variabilidade diurna de precipitação e de trovoadas em São Luís – MA. Anais do 7º Congresso Brasileiro de Meteorologia , Belo Horizonte, MG, 1994.

NOAA. Disponível em< http://www.cpc.ncep.noaa.gov/data/indices/ > Acesso em 25 de junho de 2004.

NOAA. Disponível em Acesso em 30 de junho de 2004.

NOAA. Disponível em http://www.pmel.noaa.gov/tao/elnino/la-nina-story.html Acesso em 30 de junho de 2004.

NOBRE, Carlos A. Ainda sobre a Zona de Convergência do Atlântico Sul. Revista Climanálise , V 1. , n 4, 1988.

OLIVEIRA, G. S. O El Niño e você – o fenômeno climático . São José dos Campos, SP: Trantec, 1999.

OMM. Disponível em

ORVILLE, R. E. Development and results of the national lightning detection network in the USA. 5º Congresso Internacional da Sociedade Brasileira de Geofísica . São Paulo, 28/09 a 2/10 de 1997.

ODIM, M. Jr; DOMINGUES, M. O; GIN, R. B. B.; PINTO Jr, O.; E PINTO, I. R. C. A . Climatologica evaluation of parameters for a more realistic lightning modelling. X Congresso Brasileiro de Meteorologia – VIII Congresso da FLISMET . Brasília- DF, 26 a 30 de outubro de 1998.

PINTO, O. Jr et al. Cloud-to-ground lightning in southeastern Brazil in 1993. 1. Geographical distribution. Journal of Geophysical Research , v. 104, n D24, december, 1999.

PINTO, O. Jr et al. Cloud-to-ground lightning in southeastern Brazil in 1993. 2. Time variations and flash characteristcs. Journal of Geophysical Research , v. 104, n D24, december, 1999.

PINTO Jr.; PINTO, I. R. C. A. Relâmpagos . São Paulo: Brasiliense, 1996, 105p.

PINTO Jr.; PINTO, I. R. C. A. Tempestades e relâmpagos no Brasil . São Paulo:

INPE, 2000, 195p.

PRATINI DE MORAES, João Alberto. Air temperature trends in Southeastern Brazil. Geographical & Environmental Modelling , V. 2, N. 2, 1998, 163-173.

QUADRO, M. F. L.; ABREU, M. L. Estudo de episódios de Zona de Convergência do Atlântico Sul sobre a América do Sul. Anais do VIII Congresso Brasileiro de Meteorologia , Belo Horizonte, MG, 18 a 25 de outubro, v. 2, p. 620-623.

REIS, R. J. Previsão de tempo a curto prazo utilizando o sistema de localização de tempestades (SLT). III Seminário internacional de proteção contra descargas atmosféricas . São Paulo, 5 a 9 de dezembro de 1994.

RODRIGUES, Alicia Fernandino. Análise das aplicações de GIS em planejamento urbano no Estado de Minas Gerais . Tese de mestrado.programa de pós-graduação em Geografia, Tratamento da Informação Espacial, da PUC Minas, 2004.

RODRIGUES, M. Introdução ao Geoprocessamento. In: Simpósio Brasileiro de Geoprocessamento , USP, São Paulo, P. 1-26, 1990.

ROGERS, R. R. Física de las nubes . Barcelona: Editora Reverté S. A, 1977.

SCHELL, I. On the nature of the southern oscillation. Journal of Meteorology , 13, p. 592-596.

SIMÃO, M. L. Caracterização espacial da produção cafeeira de Minas Gerais – um estudo exploratório utilizando técnicas de análise espacial e de estatística multivariada . Tese de Mestrado. Programa de pós-graduação em Geografia, Tratamento da Informação Espacial. 248f. PUC Minas, 1999.

STURARO, José R.; LANDIM, Paulo M. B.; RIEDEL, Paulina S. O emprego da técnica geoestatística da krigagem indicativa em Geotecnia Ambiental. Solos e Rochas , São Paulo, 23 (3), p. 157-164, 2000.

TEIXEIRA, A. L. A. et al. Qual a melhor definição de SIG. In Fator GIS , n 11 out/nov/dez, Brasil, p. 20-24. 1995.

TRIGINELLI, W. A C. et al. Descargas atmosféricas – principais parâmetros aplicáveis a estudo de engenharia. III International Seminar on Lightning Protection , 1994.

UMAN, M. A.; KRIDER, E. P. Natural and artificially initiated lightning. Science, october, 1989, v. 246, p. 457-464.

VIEIRA, C. P.; PALMIER, L. R. Separação da precipitação em uma área florestada na região metropolitana de Belo Horizonte. XII Simpósio Brasileiro de Recursos

Hídricos , Vitória, 16 a 20 de novembro de 1997.

VINAGRE, W.; MARQUES, I. Efeito estufa . Disponível em:< http://ambiente.dec.uc.pt/~jseguro/efeitoestufa.html > Acesso em 29 julho, 2004.

ZAIMA, E. I.; MOCHIZUKI, A,; FUKIYAMA, N.; HOJO, J. I.; ISHII, M. Observations of ligthnings of by means of time-of-arrival type ligthning location syste. Electrical Engineering in Japan , 120 (1): p. 9-15, 1997.

ANEXO A

DENSIDADE DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS MÉDIAS ANUAIS Densidade de descargas atmosféricas – Desc. atmosf. /km²/ano

Município Densidade Município Densidade Abadia dos Dourados 2,13 Andradas 2,85 Abaeté 3,38 Andrelândia 3,20 Abre Campo 2,14 Angelândia 0,74 Acaiaca 3,83 Antônio Carlos 4,29 Açucena 1,68 Antônio Dias 2,86 Água Boa 1,19 Antônio Prado de Minas 2,97 Água Comprida 2,67 Araçaí 3,12 Aguanil 2,27 Aracitaba 5,82 Águas Formosas 0,14 Araçuaí 0,36 Águas Vermelhas 0,16 Araguari 1,66 Aimorés 0,48 Arantina 3,67 Aiuruoca 1,90 Arapo nga 2,38 Alagoa 1,82 Araporã 1,78 Albertina 2,60 Arapuá 3,79 Além Paraíba 2,44 Araújos 3,75 Alfenas 1,64 Araxá 3,46 Alfredo Vasconcelos 5,06 Arceburgo 2,18 Almenara 0,13 Arcos 3,91 Alpercata 0,73 Areado 1,84 Alpinópolis 2,79 Argirita 3,16 Alterosa 2,02 Aricanduva 1,18 Alto Caparaó 0,73 Arinos 1,03 Alto Jequitibá 0,92 Astolfo Dutra 3,44 Alto Rio Doce 5,73 Ataléia 0,46 Alvarenga 0,59 Augusto de Lima 1,70 Alvinópolis 4,59 Baependi 1,68 Alvorada de Minas 2,68 Baldim 2,98 Amparo da Serra 3,53 Bambuí 4,54 Continuação

Município Densidade Município Densidade Bandeira 0,11 Bom Sucesso 3,05 Bandeira do Sul 1,57 Bonfim 5,25 Barão de Cocais 3,05 Bonfinópolis de Minas 1,40 Barão do Monte Alto 2,41 Bonito de Minas 0,45 Barbacena 4,65 Borda da Mata 2,07 Barra Longa 4,42 Botelhos 1,50 Barroso 4,39 Botumirim 0,52 Bela Vista de Minas 3,42 Brás Pires 5,15 Belmiro Braga 4,65 Brasilândia de Minas 1,55 Belo Horizonte 7,53 Brasília de Minas 0,49 Belo Oriente 1,28 Brasópolis 1,51 Belo Vale 5,92 Braúnas 2,71 Berilo 0,38 Brumadinho 5,71 Berizal 0,17 Bueno Brandão 2,20 Bertópolis 0,13 Buenópolis 1,29 Betim 6,05 Bugre 1,40 Bias Fortes 4,67 Buritis 1,07 Bicas 3,99 Buritizeiro 1,36 Biquinhas 3,01 Cabeceira Grande 1,36 Boa Esperança 2,01 Cabo Verde 1,59 Bocaina de Minas 3,54 Cachoeira da Prata 3,31 Bocaiúva 0,71 Cachoeira de Minas 1,73 Bom Despacho 3,79 Cachoeira de Pajeú 0,16 Bom Jardim de Minas 3,65 Cachoeira Dourada 1,12 Bom Jesus da Penha 2,47 Caetanópolis 3,82 Bom Jesus do Amparo 3,08 Caeté 3,55 Bom Jesus do Galho 2,13 Caiana 1,83 Bom Repouso 2,16 Cajuri 2,86 Continuação

Município Densidade Município Densidade Caldas 2,57 Capitólio 3,21 Camacho 3,72 Caputira 1,59 Camanducaia 2,35 Caraí 0,28 Cambuí 2,37 Caranaíba 5,09 Cambuquira 1,50 Carandaí 4,88 Campanário 0,65 Carangola 1,59 Campanha 1,45 Caratinga 1,50 Campestre 1,43 Carbonita 0,87 Campina Verde 1,35 Careaçu 1,65 Campo Azul 0,74 Carlos Chagas 0,31 Campo Belo 2,69 Carmésia 2,99 Campo do Meio 2,28 Carmo da Cachoeira 1,37 Campo Florido 2,31 Carmo da Mata 3,95 Campos Altos 5,36 Carmo de Minas 1,32 Campos Gerais 1,71 Carmo do Cajuru 4,41 Cana Verde 1,97 Carmo do Paranaíba 3,04 Canaã 2,44 Carmo do Rio Claro 2,46 Canápolis 1,38 Carmópolis de Minas 3,73 Candeias 3,31 Carneirinho 0,79 Cantagalo 1,42 Carrancas 2,32 Caparaó 0,86 Carvalhópolis 1,32 Capela Nova 5,96 Carvalhos 2,35 Capelinha 0,81 Casa Grande 5,71 Capetinga 2, 76 Cascalho Rico 1,77 Capim Branco 3,28 Cássia 2,67 Capinópolis 1,15 Cataguases 3,79 Capitão Andrade 0,68 Catas Altas 3,58 Capitão Enéias 0,33 Catas Altas da Noruega 6,98 Continuação

Município Densidade Município Densidade Catuji 0,29 Conêgo Marinho 0,33 Catuti 0,14 Confins 2,68 Caxambu 1,37 Congonhal 1,97 Cedro do Abaeté 4,25 Congonhas 7,76 Central de Minas 0,42 Congonhas do Norte 2,32 Centralina 1,61 Conquista 4,30 Chácara 4,35 Conselheiro Lafaiete 7,37 Chalé 0,80 Conselheiro Pena 0,49 Chapada do Norte 0,56 Consolação 2,06 Chapada Gaúcha 0,85 Contagem 6,53 Chiador 2,99 Coqueiral 1,81 Cipotânea 5,26 Coração de Jesus 0,80 Claraval 3,06 Cordisburgo 3,15 Claro dos Poções 0,99 Cordislândia 1,34 Cláudio 3,92 Corinto 2,26 Coimbra 2,71 Coroaci 1,24 Coluna 1,84 Coromandel 2,09 Comendador Gomes 1,98 Coronel Fabriciano 1,91 Comercinho 0,25 Coronel Murta 0,34 Conceição da Aparecida 2,63 Coronel Pacheco 3,91 Conceição da Barra de Minas 3,55 Coronel Xavier Chaves 3,80 Conceição das Alagoas 2,21 Córrego Danta 5,47 Conceição das Pedras 1,91 Córrego do Bom Jesus 1,81 Conceição de Ipanema 0,88 Córrego Fundo 3,53 Conceição do Mato Dentro 2,64 Córrego Novo 2,04 Conceição do Pará 3,34 Couto de Magalhães de Minas 1,03 Conceição do Rio Verde 1,41 Crisólita 0,22 Conceição dos Ouros 1,74 Cristais 2,66 Continuação

Município Densidade Município Densidade Cristália 0,36 Dom Cavati 1,20 Cristiano Otoni 5,41 Dom Joaquim 2,52 Cristina 1,70 Dom Silvério 3,11 Crucilândia 5,59 Dom Viçoso 1,42 Cruzeiro da Fortaleza 2,80 Dona Eusébia 3,51 Cruzília 1,97 Dores de Campos 4,58 Cuparaque 0,45 Dores de Guanhães 3,10 Curral de Dentro 0,23 Dores do Indaiá 3,92 Curvelo 2,63 Dores do Turvo 5,32 Datas 2,20 Doresópolis 3,82 Delfim Moreira 1,69 Douradoquara 1,87 Delfinópolis 4,07 Durandé 1,13 Delta 4,89 Elói Mendes 1,40 Descoberto 3,28 Engenheiro Caldas 0,84 Desterro de Entre-Rios 4,39 Engenheiro Navarro 0,87 Desterro do Melo 5,89 Entre-Folhas 1,81 Diamantina 1,05 Entre-Rios de Minas 5,39 Diogo de Vasconcelos 5,09 Ervália 2,67 Dionísio 3,80 Esmeraldas 3,99 Divinésia 4,08 Espera Feliz 1,00 Divino 1,28 Espinosa 0,08 Divino das Laranjeiras 0,47 Espírito Santo do Dourado 1,84 Divinolândia de Minas 1,69 Estiva 2,17 Divinópolis 3,79 Estrela do Indaiá 4,70 Divisa Alegre 0,17 Estrela do Sul 1,86 Divisa Nova 1,44 Estrela-d'Alva 2,21 Divisópolis 0,15 Eugenópolis 2,86 Dom Bosco 1,68 Ewbank da Câmara 5,26

Continuação

Município Densidade Município Densidade Extrema 2,43 Glaucilândia 0,56 Fama 1,38 Goiabeira 0,41 Faria Lemos 1,86 Goianá 4,18 Felício dos Santos 1,16 Gonçalves 1,85 Felisburgo 0,13 Gonzaga 2,01 Felixlândia 3,26 Gouveia 2,23 Fernandes Tourinho 0,90 Governador Valadares 0,82 Ferros 2,76 Grão-Mogol 0,30 Fervedouro 2,06 Grupiara 1,66 Florestal 3,16 Guanhães 2,50 Formiga 3,47 Guapé 2,61 Formoso 0,99 Guaraciaba 4,10 Fortaleza de Minas 2,54 Guaraciama 0,57 Fortuna de Minas 3,36 Guaranésia 2,47 Francisco Badaró 0,41 Guarani 3,57 Francisco Dumont 0,79 Guarará 2,88 Francisco Sá 0,35 Guarda-Mor 2,06 Franciscopólis 0,73 Guaxupé 2,14 Frei Gaspar 0,65 Guidoval 3,70 Frei Inocêncio 0,99 Guimarânia 2,93 Frei Lagonegro 1,86 Guiricema 2,84 Fronteira 1,46 Gurinhatã 1,03 Fronteira dos Vales 0,14 Heliodora 1,57 Fruta de Leite 0,28 Iapu 1,42 Frutal 1,99 Ibertioga 3,97 Funilândia 2,82 Ibiá 3,80 Galiléia 0,53 Ibiaí 0,88 Gameleiras 0,16 Ibiracatu 0,32 Continuação

Município Densidade Município Densidade Ibiraci 3,00 Itacarambi 0,27 Ibirité 7,96 Itaguara 5,12 Ibitiura de Minas 2,92 Itaipé 0,45 Ibituruna 2,31 Itajubá 1,32 Icaraí de Minas 0,72 Itamarandiba 1,10 Igarapé 4,72 Itamarati de Minas 3,79 Igaratinga 2,93 Itambacuri 0,76 Iguatama 3,94 Itambé do Mato Dentro 2,45 Ijaci 1,83 Itamoji 2,65 Ilicínea 2,26 Itamonte 1,53 Imbé de Minas 0,81 Itanhandu 1,39 Inconfidentes 2,34 Itanhomi 0,71 Indaiabira 0,19 Itaobim 0,25 Indianópolis 2,58 Itapajipe 1,86 Ingaí 1,64 Itapecerica 3,66 Inhapim 1,01 Itapeva 2,55 Inhaúma 3,34 Itatiaiuçu 4,78 Inimutaba 2,14 Itaú de Minas 2,60 Ipaba 1,53 Itaúna 3,95 Ipanema 0,93 Itaverava 7,04 Ipatinga 1,81 Itinga 0,28 Ipiaçu 0,89 Itueta 0,40 Ipuiúna 2,14 Ituiutaba 1,29 Iraí de Minas 2,39 Itumirim 1,73 Itabira 2,85 Iturama 1,03 Itabirinha de Mantena 0,52 Itutinga 1,98 Itabirito 5,67 Jabuticatubas 2,48 Itacambira 0,45 Jacinto 0,09 Continuação

Município Densidade Município Densidade Jacuí 2,74 Juruaia 2,37 Jacutinga 2,60 Juvenília 0,15 Jaguaraçu 3,98 Ladainha 0,56 Jaíba 0,16 Lagamar 2,34 Jampruca 0,92 Lagoa da Prata 3,84 Janaúba 0,25 Lagoa dos Patos 1,21 Januária 0,54 Lagoa Dourada 5,16 Japaraíba 4,30 Lagoa Formosa 2,89 Japonvar 0,32 Lagoa Grande 2,01 Jeceaba 5,50 Lagoa Santa 3,21 Jenipapo de Minas 0,45 Lajinha 0,74 Jequeri 2,41 Lambari 1,35 Jequitaí 1,07 Lamim 6,55 Jequitibá 3,14 Laranjal 2,90 Jequitinhonha 0,22 Lassance 1,83 Jesuânia 1,24 Lavras 1,70 Joaima 0,18 Leandro Ferreira 3,04 Joanésia 2,31 Leme do Prado 0,75 João Monlevade 3,53 Leopoldina 2,94 João Pinheiro 2,05 Liberdade 3,01 Joaquim Felício 1,26 Lima Duarte 4,30 Jordânia 0,10 Limeira do Oeste 0,81 José Gonçalves de Minas 0,49 Lontra 0,41 José Raydan 1,45 Luisburgo 1,17 Josenopólis 0,43 Luislândia 0,49 Juatuba 4,15 Luminárias 1,59 Juiz de Fora 5,03 Luz 3,87 Juramento 0,57 Machado 1,27 Continuação

Município Densidade Município Densidade Madre de Deus de Minas 3,67 Maxacalis 0,12 Malacacheta 0,97 Medeiros 6,02 Mamonas 0,08 Medina 0,24 Manga 0,19 Mendes Pimentel 0,42 Manhuaçu 1,16 Mercês 4,85 Manhumirim 1,00 Mesquita 1,70 Mantena 0,42 Minas Novas 0,56 Mar de Espanha 3,59 Minduri 2,20 Maravilhas 2,99 Mirabela 0,47 Maria da Fé 1,69 Miradouro 2,67 Mariana 5,12 Miraí 3,35 Marilac 0,93 Miravânia 0,30 Mario Campos 5,96 Moeda 5,54 Maripá de Minas 2,97 Moema 4,18 Marliéria 3,33 Monjolos 1,94 Marmelópolis 1,80 Monsenhor Paulo 1,66 Martinho Campos 3,34 Montalvânia 0,25 Martins Soares 0,96 Monte Alegre de Minas 1,78 Mata Verde 0,11 Monte Azul 0,09 Materlândia 1,93 Monte Belo 2,14 Mateus Leme 4,31 Monte Carmelo 2,20 Matias Barbosa 4,83 Monte Formoso 0,21 Matias Cardoso 0,21 Monte Santo de Minas 2,65 Matias Lobato 0,89 Monte Sião 2,33 Matipó 1,80 Montes Claros 0,62 Mato Verde 0,10 Montezuma 0,11 Matozinhos 3,15 Morada Nova de Minas 2,89 Matutina 3,88 Morro da Garça 2,70 Continuação

Município Densidade Município Densidade Morro do Pilar 2,38 Oliveira 3,89 Munhoz 2,62 Oliveira Fortes 5,17 Muriaé 3,28 Onça de Pitangui 3,21 Mutum 0,71 Oratórios 3,12 Muzambinho 1,97 Orizânia 1,16 Nacip Raydan 1,10 Ouro Branco 7,87 Nanuque 0,25 Ouro Fino 2,42 Naque 1,24 Ouro Preto 5,99 Natalândia 1,86 Ouro Verde de Minas 0,56 Natércia 1,58 Padre Carvalho 0,32 Nazareno 2,85 Padre Paraíso 0,26 Nepomuceno 1,43 Pai Pedro 0,13 Ninheira 0,14 Paineiras 3,08 Nova Belém 0,48 Pains 3,73 Nova Era 3,83 Paiva 5,12 Nova Lima 6,35 Palma 2,53 Nova Módica 0,75 Palmópolis 0,08 Nova Ponte 2,68 Papagaios 3,00 Nova Porteirinha 0,23 Pará de Minas 3,07 Nova Resende 2,63 Paracatu 2,08 Nova Serrana 3,53 Paraguaçu 1,32 Nova União 2,69 Paraisópolis 1,51 Novo Cruzeiro 0,43 Paraopeba 3,55 Novo Oriente de Minas 0,21 Passabém 3,03 Novo Horizonte 0,26 Passa-Quatro 1,46 Olaria 4,09 Passa-Tempo 4,12 Olhos-d'Água 0,59 Passa-Vinte 5,58 Olímpio Noronha 1,16 Passos 2,78 Continuação

Município Densidade Município Densidade Patis 0,45 Piedade do Rio Grande 3,92 Patos de Minas 2,74 Piedade dos Gerais 5,01 Patrocínio 2,76 Pimenta 3,30 Patrocínio do Muriaé 2,63 Pingo-d'Água 1,80 Paula Cândido 3,05 Pintópolis 0,80 Paulistas 1,65 Piracema 4,87 Pavão 0,25 Pirajuba 2,22 Peçanha 1,60 Piranga 6,14 Pedra Azul 0,18 Piranguçu 1,44 Pedra Bonita 1,73 Piranguinho 1,47 Pedra do Anta 3,09 Pirapetinga 1,98 Pedra do Indaiá 3,56 Pirapora 1,23 Pedra Dourada 2,46 Piraúba 4,42 Pedralva 1,70 Pitangui 3,54 Pedras de Maria da Cruz 0,35 Piuí 3,67 Pedrinópolis 2,63 Planura 1,80 Pedro Leopoldo 3,63 Poço Fundo 1,44 Pedro Teixeira 5,70 Poços de Caldas 2,62 Pequeri 4,53 Pocrane 0,68 Pequi 2,88 Pompéu 3,11 Perdigão 3,73 Ponte Nova 3,34 Perdizes 3,11 Ponto Chique 0,83 Perdões 1,80 Ponto dos Volantes 0,25 Periquito 1,23 Porteirinha 0,16 Pescador 0,74 Porto Firme 4,40 Piau 5,01 Poté 0,69 Piedade de Caratinga 1,13 Pouso Alegre 1,91 Piedade de Ponte Nova 3,54 Pouso Alto 1,39 Continuação

Município Densidade Município Densidade Prados 4,41 Rio Novo 3,97 Prata 2,00 Rio Paranaíba 3,58 Pratápolis 2,48 Rio Pardo de Minas 0,16 Pratinha 5,08 Rio Piracicaba 4,25 Presidente Bernardes 4,73 Rio Pomba 4,87 Presidente Juscelino 2,09 Rio Preto 5,45 Presidente Kubitschek 2,82 Rio Vermelho 1,94 Presidente Olegário 2,77 Ritápolis 3,98 Prudente de Morais 3,19 Rochedo de Minas 3,61 Quartel Geral 4,05 Rodeiro 3,78 Queluzito 6,40 Romaria 2,46 Raposos 5,12 Rosário da Limeira 3,27 Raul Soares 1,82 Rubelita 0,38 Recreio 2,80 Rubim 0,09 Reduto 1,01 Sabará 4,90 Resende Costa 4,30 Sabinópolis 2,06 Resplendor 0,47 Sacramento 4,15 Ressaquinha 4,69 Salinas 0,31 Riachinho 0,96 Salto da Divisa 0,08 Riacho dos Machados 0,19 Santa Bárbara 3,55 Ribeirão das Neves 3,95 Santa Bárbara do Leste 1,24 Ribeirão Vermelho 1,39 Santa Bárbara do Monte Verde 4,88 Rio Acima 4,90 Santa Bárbara do Tugúrio 5,20 Rio Casca 2,87 Santa Cruz de Minas 3,55 Rio do Prado 0,09 Santa Cruz de Salinas 0,24 Rio Doce 3,24 Santa Cruz do Escalvado 3,36 Rio Espera 5,87 Santa Efigênia de Minas 1,67 Rio Manso 5,04 Santa Fé de Minas 1,22

Continuação

Município Densidade Município Densidade Santa Helena de Minas 0,11 Santo Antônio do Itambé 2,16 Santa Juliana 2,69 Santo Antônio do Jacinto 0,05 Santa Luzia 3,93 Santo Antônio do Monte 3,59 Santa Margarida 1,59 Santo Antônio do Retiro 0,10 Santa Maria de Itabira 2,71 Santo Antônio do Rio Abaixo 2,93 Santa Maria do Salto 0,05 Santo Hipólito 1,97 Santa Maria do Suaçuí 1,36 Santos Dumont 5,44 Santa Rita de Caldas 2,25 São Bento Abade 1,37 Santa Rita de Minas 1,30 São Brás do Suaçuí 6,24 Santa Rita do Ibitipoca 3,41 São Domingos das Dores 0,86 Santa Rita do Itueto 0,41 São Domingos do Prata 4,37 Santa Rita do Jacutinga 6,04 São Félix de Minas 0,51 Santa Rita do Sapucaí 1,47 São Francisco 0,48 Santa Rosa da Serra 5,74 São Francisco de Paula 3,31 Santa Vitória 0,79 São Francisco de Sales 1,41 Santana da Vargem 1,62 São Francisco do Glória 2,11 Santana de Cataguases 4,05 São Geraldo 2,54 Santana de Pirapama 2,67 São Geraldo da Piedade 1,18 Santana do Deserto 4,04 São Geraldo do Baixio 0,43 Santana do Garambéu 3,52 São Gonçalo do Abaeté 2,66 Santana do Jacaré 3,04 São Gonçalo do Pará 3,15 Santana do Manhuaçu 1,08 São Gonçalo do Rio Abaixo 2,73 Santana do Paraíso 1,52 São Gonçalo do Rio Preto 0,94 Santana do Riacho 2,38 São Gonçalo do Sapucaí 1,41 Santana dos Montes 5,75 São Gotardo 4,66 Santo Antônio do Amparo 3,30 São João Batista do Glória 3,48 Santo Antônio do Aventureiro 2,66 São João da Lagoa 1,18 Santo Antônio do Grama 2,23 São João da Mata 1,88 Continuação

Município Densidade Município Densidade São João da Ponte 0,33 São Sebastião da Vargem Alegre 2,81 São João das Missões 0,26 São Sebastião do Anta 0,70 São João Del-Rei 3,90 São Sebastião do Maranhão 1,53 São João do Manhuaçu 1,54 São Sebastião do Oeste 3,58 São João do Manteninha 0,47 São Sebastião do Paraíso 2,94 São João do Oriente 1,39 São Sebastião do Rio Preto 3,08 São João do Pacuí 0,73 São Sebastião do Rio Verde 1,44 São João do Paraíso 0,12 São Tiago 3,86 São João Evangelista 1,64 São Tomás de Aquino 3,23 São João Nepomuceno 3,72 São Tomé das Letras 1,45 São Joaquim de Bicas 4,93 São Vicente de Minas 2,48 São José da Barra 2,99 Sapucaí-Mirim 3,19 São José da Lapa 3,26 Sardoá 1,72 São José da Safira 1,11 Sarzedo 6,54 São José da Varginha 3,08 Sem-Peixe 3,41 São José do Alegre 1,66 Senador Amaral 2,64 São José do Divino 0,50 Senador Cortes 2,83 São José do Goiabal 2,95 Senador Firmino 4,33 São José do Jacuri 1,68 Senador José Bento 2,17 São José do Mantimento 1,00 Senador Modestino Gonçalves 1,27 São Lourenço 1,26 Senhora de Oliveira 5,58 São Miguel do Anta 2,66 Senhora do Porto 2,67 São Pedro da União 2,42 Senhora dos Remédios 5,48 São Pedro do Suaçui 1,86 Sericita 1,98 São Pedro dos Ferros 2,48 Seritinga 2,52 São Romão 0,86 Serra Azul de Minas 2,04 São Roque de Minas 5,07 Serra da Saudade 4,93 São Sebastião da Bela Vista 1,55 Serra do Salitre 3,13 Continuação

Município Densidade Município Densidade Serra dos Aimorés 0,18 Tombos 2,11 Serrania 1,53 Três Corações 1,59 Serranopólis de Minas 0,14 Três Marias 2,46 Serranos 2,24 Três Pontas 1,43 Serro 2,13 Tumiritinga 0,62 Sete Lagoas 3,67 Tupaciguara 1,48 Setubinha 0,67 Turmalina 0,78 Silveirânia 5,09 Turvolândia 1,94 Silvianópolis 1,95 Ubá 4,29 Simão Pereira 3,96 Ubaí 0,76 Simonésia 1,10 Ubaporanga 1,18 Sobrália 1,27 Uberaba 3,48 Soledade de Minas 1,20 Uberlândia 2,07 Tabuleiro 4,56 Umburatiba 0,16 Taiobeiras 0,23 Unaí 1,65 Taparuba 0,77 União de Minas 0,99 Tapira 4,28 Uruana de Minas 1,19 Tapiraí 5,53 Urucânia 3,29 Taquaraçu de Minas 2,90 Urucuia 0,95 Tarumirim 0,73 Vargem Alegre 1,74 Teixeiras 3,33 Vargem Bonita 4,41 Teófilo Otoni 0,45 Vargem Grande do Rio Pardo 0,12 Timóteo 3,07 Varginha 1,35 Tiradentes 4,10 Varjão de Minas 3,00 Tiros 3,54 Várzea da Palma 1,27 Tocantins 4,44 Varzelândia 0,30 Tocos do Moji 2,07 Vazante 2,12 Toledo 2,28 Venceslau Brás 1,41 Continuação

Município Densidade Verdelândia 0,15 Veredinha 0,82 Veríssimo 2,88 Vermelho Novo 1,90 Vespasiano 3,64 Viçosa 2,87 Vieiras 2,58 Virgem da Lapa 0,37 Virgínia 1,60 Virginópolis 1,95 Virgolândia 1,15 Visconde do Rio Branco 3,50 Volta Grande 2,21

ANEXO B

MAPAS DE DENSIDADE DE DESCARGAS PARA OS ANOS DE 1989 A 2002

89

Anexo B 1 – Densidade de descargas atmosféricas no ano de 1989

Anexo B 2 – Densidade de descargas atmosféricas no ano de 1990

Anexo B 3 – Densidade de descargas atmosféricas no ano de 1991

Anexo B 4 – Densidade de descargas atmosféricas no ano de 1992

Anexo B 5 – Densidade de descargas atmosféricas no ano de 1993

Anexo B 6 – Densidade de descargas atmosféricas no ano de 1994

Anexo B 7 – Densidade de descargas atmosféricas no ano de 1995

Anexo B 8 – Densidade de descargas atmosféricas no ano de 1996

Anexo B 9 – Densidade de descargas atmosféricas no ano de 1997

Anexo B 10 – Densidade de descargas atmosféricas no ano de 1998

Anexo B 11 – Densidade de descargas atmosféricas no ano de 1999

Anexo B 12 – Densidade de descargas atmosféricas no ano de 2000

Anexo B 13 – Densidade de descargas atmosféricas no ano de 2001

Anexo B 14 – Densidade de descargas atmosféricas no ano de 2002

ANEXO C

COMPARAÇÕES MENSAIS POR REGIÃO DO ESTADO DE MINAS GERAIS DAS DESCARGAS POSITIVAS E NEGATIVAS

C 1. Campo das Vertentes

C 2 - Central Mineira

C 3. Jequitinhonha

C 4. Metropolitana

C 5. Noroeste

C 6. Norte

C 7. Oeste

C 8. Sul-Sudoeste

C 9. Triângulo

C 10. Vale do Mucuri

C 11. Vale do Rio Doce

C 12. Zona da Mata

ANEXO D

DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL MÉDIA MENSAL DO NÚMERO DE DIAS DE TROVOADAS EM MINAS GERAIS

D 1. Janeiro

D 2. Fevereiro

D 3. Março

D 4. Abril

D 5. Maio

D 6. Junho

D 7. Julho

D 8.Agosto

D 9. Setembro

D 10. Outubro

D 11. Novembro

D 12. Dezembro