Nota Técnica
Tornado no município de Itaperuçu
Data: 30/11/2018
Introdução
De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, o município de Itaperuçu possui área de 320.578 km2, uma população estimada em 28.187 habitantes (2018), densidade demográfica de 75,96 hab / km2 (2010), PIB per capita de R$ 15.360,29 e total de receitas realizadas em 2017 de R$ 52.087.000,00. O município de Itaperuçu está situado na região metropolitana de Curitiba, cerca de 30 km de distância ao norte da capital do estado, localizado entre os municípios de Almirante Tamandaré, Rio Branco do Sul, Castro, Campo Largo e Campo Magro. Itaperuçu está localizado na área conhecida como primeiro planalto ou planalto de Curitiba, que é o mais alto (altitudes entre 1.300 e 850 metros) e menor em extensão dos planaltos existentes no estado, que se estende desde as escarpas da Serra do Mar até a escarpa devoniana. Ele pode ser dividido em duas partes, a parte norte e a parte sul. Itaperuçu se localiza na parte norte, que é mais acidentada e onde predomina rochas como mármore, quartzitos, dolomitos, filitos e calcário. A vegetação predominante nesta área é a Mata das Araucárias.
Fig. 1: localização do município de Itaperuçu em relação à Curitiba e as cidades vizinhas.
No início da noite do dia 30 de novembro de 2018, tempestades foram observadas em várias cidades da Região Metropolitana de Curitiba. Uma delas se desenvolveu de forma disruptiva nas proximidades da área urbana do município de Itaperuçu e causou severo impacto em vários quarteirões daquela cidade, provocando destelhamento parcial ou total de residências e outras edificações, colapso de muros, quedas de postes, arremesso de veículos a certa distância, interrupção no fornecimento de energia elétrica, entre outras ocorrências. Houve o registro de óbito de dois adolescentes (de 14 e 17 anos) devido à queda de um muro ao qual essas pessoas buscaram abrigo em função deste fenômeno.
Fig. 2: Imagens do impacto dos ventos fortes em edificações no município de Itaperuçu no evento ocorrido no dia 30 de novembro de 2018 (fonte site de notícias RIC MAIS).
Esta nota técnica tem o objetivo de descrever, com os dados meteorológicos mais relevantes existentes, indícios obtidos com registros de imagens e vídeos que o Simepar teve acesso, o tipo de fenômeno meteorológico ocorrido naquela cidade ocorrido por volta das 18 horas e 45 minutos daquele dia.
Descrição Sinótica
A análise sinótica das 22 horas (horário brasileiro de verão) do dia 29 de novembro de 2018 (mostrado na Figura 3) indicava a presença do eixo de uma frente fria entre o centro ao nordeste da Argentina. Nas isóbaras (linhas de igual valor de pressão, mostradas como linhas contínuas de cor preta) são identificadas várias perturbações de ondas curtas (eixo de cavado em ondas curtas – linhas tracejadas em preto). Sobre o Oceano Atlântico, próximo ao litoral centro/norte do Rio Grande do Sul, um centro de baixa de pressão com 1009 hPa favorecia a entrada de umidade do Oceano para o continente. Entre o sul do Mato Grosso do Sul, sudoeste de São Paulo e o Paraguai as temperaturas estavam mais elevadas do que as áreas vizinhas.
Fig. 3: Análise sinótica das 22 horas de 29 de novembro de 2018 pelo modelo GFS– ventos a 10 metros de altura (em nós), temperatura do ar a 2 metros de altura (em oC), isóbaras (linhas contínuas de cor preta, em hPa).
O modelo numérico atmosférico Global Forecast System - GFS, mostra as condições da atmosfera previstas para as 19 horas do dia 30 de novembro de 2018 conforme a Figura 4. É observado que o eixo da frente fria apresentou um pequeno deslocamento, para nordeste em relação à análise mostrada na Figura 3. As linhas pontilhadas continuaram a indicar pequenas perturbações nas isóbaras (conhecidos como cavados de ondas curtas). Uma área de baixa pressão atmosférica foi prevista para ser formada sobre o litoral sul de São Paulo e também sobre o litoral do Paraná. O padrão de circulação dos ventos em torno do centro de baixa pressão indicava o favorecimento da entrada de umidade desde o Oceano Atlântico até a região dos Campos Gerais no Paraná. A massa de ar localizada na dianteira da frente fria que predominava sobre a área de domínio do mapa estava bastante aquecida e com características favoráveis ao desenvolvimento de tempestades.
Fig. 4: Previsão das condições sinóticas para as 19 horas do dia 30 de novembro de 2018 pelo modelo GFS – ventos a 10 metros de altura (em nós), temperatura do ar a 2 metros de altura (em oC), isóbaras (linhas contínuas de cor preta, em hPa).
O satélite meteorológico GOES 16 mostrou que, para as 18:45min daquele dia (Figura 5), a situação de instabilidade devido as condições sinóticas descritas acima causaram a formação de diversos aglomerados de nuvens de tempestade sobre os estados do Paraná, São Paulo e Mato Grosso do Sul, sendo os mais significativos sobre o estado nas Regiões Metropolitana de Curitiba, algumas áreas do centro, do Norte Pioneiro e do noroeste do Paraná. Em todas essas áreas, o potencial para a ocorrência de tempestades severas era indicado por essa informação.
Fig. 5: Imagem do satélite meteorológico GOES 16, canal infravermelho 11.20 microns (canal 14) das 18:45h do dia 30 de novembro de 2018. Fonte: Geonetcast, NOAA, CPTEC INPE.
O perfil vertical da atmosfera também foi avaliado com os dados obtidos pela radiossondagem realizada em Curitiba as 22 horas do dia 30 de novembro de 2018. Este procedimento visa avaliar as condições termodinâmicas da atmosfera nas proximidades do local de lançamento deste balão que carrega instrumentos meteorológicos. O perfil da atmosfera gerado por estas medidas pode ser visto na Figura 6. A radiossondagem mostra que o perfil da atmosfera naquele momento era marginalmente instável em relação aos perfis verticais de temperatura do ar (mostrado na figura), temperatura potencial e temperatura potencial equivalente (não mostrados) entre os níveis de superfície até o nível de 600 hPa (cerca de 4.100 metros de altura) e também por diversos índices derivados dessas informações (como Showalter, K, TotalTotals, entre outros). Por estas medidas não fica muito evidente a condição de forte instabilidade termodinâmica, que seria favorável a formação de tempestades severas. Provavelmente isso ocorreu em função do momento da execução da radiossondagem (pouco mais de três horas após o evento), na qual já havia ocorrido e estava ocorrendo eventos de chuva nas proximidades do local do lançamento do balão, o que pode mascarar a real situação da atmosfera naquele momento. O perfil de ventos com a altura desta mesma radiossondagem mostra que entre a superfície e o nível de 600 hPa o vento apresenta um giro no sentido antihorário, indicando que a existência de advecção de ar mais quente para esta região, que é um ingrediente favorável para a formação de tempestades severas. Além dessa características, é possível também identificar a variação da velocidade do vento com a altura neste mesmo nível, variando entre 2 até 32 nós (3,7 até 59,2 km/h) nessa mesma camada. Esta variação também mostra que a atmosfera estava dinamicamente instável e favorável a ocorrência de tempestades severas. Acoplado a essas características, é possível verificar também ventos fortes, de até 80 nós (148 km/h) entre 200 e 100 hPa (12.000 e 16.000 metros de altura). Essa configuração também é favorável ao desenvolvimento de tempestades severas nas proximidades desta sondagem.
Fig. 6: Perfil termodinâmico obtido com radiossondagem realizada em Curitiba as 22 horas do dia 30 de novembro de 2018. Fonte: Universidade do Wyoming College of Engeneering
As Figuras 7 e 8 mostram uma visão mais geral da velocidade máxima do vento (km/h) e da quantidade de chuva precipitada em todo o estado do Paraná com base na rede de telemetria meteorológica do SIMEPAR e do Instituto Nacional de Meteorologia – INMET.
Fig. 7: Velocidade máxima do vento (km/h) observada nas estações meteorológicas do SIMEPAR e do INMET no dia 30 de novembro de 2018.
A Figura 7 mostra que, na parte da manhã, as velocidades máximas do vento não excederam os 35 km/h, enquanto que na segunda parte do dia diversas estações mostraram velocidades máximas maiores que 50 km/h, com a estação de Cerro Azul registrando a maior rajada do dia com 78,5 km/h.
Fig. 8: Chuva acumulada (mm) observada nas estações meteorológicas do SIMEPAR e do INMET no dia 30 de novembro de 2018.
A Figura 8 mostra que, na parte da manhã, em poucos pontos do estado do Paraná houve registro de chuva. Na parte da tarde e noite foram observadas chuva em muitas estações do estado, com mais destaque nas áreas do sul e do leste do estado.
Informações do radar meteorológico de Teixeira Soares
O radar meteorológico Doppler Banda S de Teixeira Soares, fabricado pela empresa Enterprise Electronic Corporation - EEC foi instalado no município de Teixeira Soares no ano de 1996, a cerca de 110 km de distância a oeste de Curitiba e praticamente a essa mesma distância da área urbana de Itaperuçu. Esse radar meteorológico gera informações operacionais de monitoramento de áreas de chuva em período integral (24 horas por dia, 365 dias por ano) com disponibilidade de informações média anual superior a 95% do tempo. Esse equipamento monitorou as áreas de tempestade no dia 30 de novembro de 2018 e algumas informações mais relevantes serão mostradas nesta nota técnica.
Na Figura 9 é possível observar a distribuição das áreas de chuva e suas intensidades observadas pelo radar meteorológico de Teixeira Soares as 18 horas e 45 minutos do dia 30 de novembro de 2018. Somente neste momento de toda a trajetória desta tempestade foi possível identificar uma assinatura de uma supercélula, a qual teria condições de formar um tornado, na forma de uma pequeno gancho (conhecido tecnicamente como ”hook echo”).
Fig. 9: Informações de refletividade (dBZ) do radar meteorológico de Teixeira Soeres as 18:45h do dia 30 de novembro de 2018, elevação de 0,5 graus.
Nas Figuras 10 e 11 podemos observar essa mesma assinatura de supercélula citada anteriormente para a variável taxa de precipitação (chuva fraca na dianteira da nuvem), obtida com as informações do radar meteorológico. Essa caraterística típica dessa nuvem ocorre de forma mais clara somente neste momento de toda a história desta tempestade.
Fig. 10: Informações de taxa de precipitação (mm/h) do radar meteorológico de Teixeira Soeres as 18:45h do dia 30 de novembro de 2018, elevação de 0,5 graus
Fig. 11: Informações de taxa de precipitação (mm/h) do radar meteorológico de Teixeira Soeres as 18:45h do dia 30 de novembro de 2018, elevação de 0,9 graus
A Figura 12 mostra outro parâmetro medido pelo radar meteorológico de Teixeira Soares, que é a velocidade radial. Essa velocidade é medida na direção que é emitido o feixe de microondas que realiza a detecção dos alvos deste equipamento (no caso, as gotas de chuvas e outros hidrometeoros), e as velocidades detectadas são positivas na situação em que os alvos se afastam da posição de referência do radar e negativas para os alvos que aproximam da posição de referencia do radar. Com esse conceito, o radar não mede diretamente a velocidade do vento ocorrida naquele momento e sim o velocidade de aproximação e afastamento das partículas em relação ao feixe emitido pelo equipamento. Com isso podemos identificar padrões associados a nuvens de tempestade como a que foi observada em Itaperuçu. Na área sobre Itaperuçu, o feixe do radar meteorológico (com elevação de 0,5 graus) está a aproximadamente 2,4 quilômetros de altura, e foi possível identificar, somente na informação das 18:45h daquele dia uma assinatura típica de uma supercélula, que é chamada tecnicamente de um dipolo de velocidade radial. Neste dipolo as partículas possuíam núcleo de valores positivos de até 150,3 km/h e núcleo de valores negativos de até 140,4 km/h. Essa configuração de dipolo nos indica que a nuvem de tempestade possui uma rotação em torno de seu eixo vertical, o que leva novamente a uma característica de uma nuvem classificada como uma supercélula.
Fig. 12: Informações velocidade radial (km/h) do radar meteorológico de Teixeira Soeres as 18:45h do dia 30 de novembro de 2018, elevação de 0,5 graus.
O parâmetros VIL e ECHOTOP obtidas com as informações do radar meteorológico de Teixeira Soares também auxiliam a mostrar o desenvolvimento disruptivo desta tempestade, de acordo com as Figuras 13 e 14. No parâmetro VIL podemos observar que as tempestades se aproximaram de Itaperuçu no seu extremo sul (próximo a área urbana do município) por volta das 18:35h, próximo da divisa com Almirante Tamandaré. Foi observada uma rápida intensificação desta tempestade entre este momento e os 20 minutos seguintes, como mostrada na figura. Esse é o momento de maior intensidade desde fenômeno, que posteriormente foi associado a formação do tornado em superfície verificado no município. A tempestade se deslocou na direção nordeste, passando próxima das divisas deste município com Almirante Tamandaré e Rio Branco do Sul . O parâmetro ECHOTOP estimou que as nuvens de tempestades que estavam presentes próximas da área do evento tinhas topos da ordem de 14 a 16 quilômetros de altura, compatíveis com tempestades severas.
Fig. 13: Sequencia da informação de VIL do radar meteorológico de Teixeira Soaras nos horários 18:35, 18:41, 18:45 e 18:55 no dia 30 de novembro de 2018.
Fig. 14: Sequencia da informação de ECHOTOP do radar meteorológico de Teixeira Soares nos horários 18:35, 18:41, 18:45 e 18:55 no dia 30 de novembro de 2018.
Informações de imagens aéreas obtidas por drone
O SIMEPAR enviou uma equipe técnica para o município de Itaperuçu no dia 03 de dezembro para colher mais informações observacionais do local, em especial de danos na vegetação próxima a cidade (na busca de evidências que não tivessem sido alteradas pela ação de recuperação dos danos na cidade) e também colher alguns testemunhos para esclarecer algumas dúvidas técnicas sobre a natureza deste evento. Neste visita foi realizado um levantamento de imagens aéreas com o emprego de um drone para essa tarefa. Nas Figuras 15 e 16 podemos observar a rota de voo efetuada pelo drone para a realização deste levantamento.
Fig. 15: Plano de voo realizado pelo drone para o levantamento de imagens aéreas na cidade de Itaperuçu.
Fig. 16: Plano de voo realizado pelo drone para o levantamento de imagens aéreas na cidade de Itaperuçu.
Na data da visita técnica, com as ações de recuperação dos estragos do município em curso desde o final do dia do evento, as evidências na área urbana não mostravam traços mais claros do evento. Com isso, a equipe técnica buscou indícios da ocorrência da ação do fenômeno nas imediações da área urbana, como na vegetação nas proximidades da cidade. Pelas declarações das testemunhas que prestaram informações para a equipe, o fenômeno atingiu a cidade vinda da direção sudoeste e se deslocou para a direção nordeste, atingindo a parte mais central da área urbana e se deslocando rapidamente na direção do centro industrial de Itaperuçu, para em seguida se dirigir para fora do município. Essas informações são consistentes com o deslocamento das nuvens de tempestade observadas pelo radar meteorológico de Teixeira Soares. Com essa indicação, também foi feito o sobrevoo com o drone em uma área vegetada entre o a área urbana e o centro industrial da cidade (que teve danos relatados), pelo qual o fenômeno teria se deslocado. Essa área de sobrevoo está mostrada nas Figuras 17, 18 e 19.
Fig. 17: Área de sobrevoo entre a área urbana e o centro industrial do município de Itaperuçu
Fig. 18: Área de sobrevoo entre a área urbana e o centro industrial do município de Itaperuçu
Fig. 19: Área de sobrevoo entre a área urbana e o centro industrial do município de Itaperuçu
Nessa área foi possível observar, além dos detritos que foram arremessados da área urbana durante o evento do fenômeno, a ação dos ventos na vegetação que não foram alterados pela atividade de recuperação dos danos. Foi possível identificar que houve derrubada de pequenas árvores e arbustos em direções opostas, além de quebra de topos de algumas árvores. Aparentemente neste local o impacto não foi tão intenso como na área urbana da cidade propriamente dita, mas pode ser observada de forma mais clara indícios de um tornado.
Os testemunhos colhidos na município indicam que, no momento do evento, não houve a condição de observar claramente a presença do funil do tornado tocando o solo, pois todos que estavam no local se preocuparam em buscar abrigo seguro, dada a severidade do fenômeno. Outro ponto destacado foi que a aproximação das fortes rajadas de vento desta tempestade da cidade se deu junto com a ocorrência da chuva, fato que não costuma ser muito comum em eventos de tornado (pois a área da nuvem de tempestade próxima do funil do tornado é uma área em que o ar está subindo da superfície para a atmosfera). Os relatos diziam sobre um forte ruído antes da tempestade propriamente dita atingir a área urbana da cidade e que a duração das fortes rajadas de vento associadas a este fenômeno duraram apenas poucos minutos. É oportuno ressaltar que o ambiente para ocorrência de tempestades severas estava sendo monitorado pelo SIMEPAR em toda a área da Região Metropolitana de Curitiba, assim como em outras regiões do estado do Paraná e que vários avisos meteorológicos foram passados pela equipe operacional para essas diferentes regiões no dia 30 de novembro de 2018. Essas informações serviram de subsídio para a Defesa Civil do estado do Paraná emitir alertas de tempo severo para esta área do estado por SMS para usuários cadastrados em duas oportunidades durante a tarde daquele dia, como é mostrado na Figura 20.
Fig. 20: Alertas de tempo severo emitidos por SMS pela Defesa Civil do estado do Paraná para Curitiba e Região Metropolitana na tarde de 30 de novembro de 2018.
Conclusão
De acordo com as análises meteorológicas realizadas, as informações obtidas pelo radar meteorológico de Teixeira Soares, as informações obtidas e analisadas pela equipe técnica enviada pelo SIMEPAR ao município de Itaperuçu e com informações auxiliares veiculadas pela imprensa desde a ocorrência do evento, a conclusão é que este fenômeno é caracterizado como um TORNADO, formado por uma supercélula que se desenvolveu dentro de um aglomerado de nuvens de tempestades no final da tarde do dia 30 de novembro de 2018. Pelos danos verificados, segundo a escala de Fujita tradicional, a categoria deste tornado é F1 (tornado Fujita 1, com velocidades do vento estimadas entre 117 e 180 km/h). A intensificação desta tempestade foi rápida e disruptiva, ocorrendo entre as 18 horas e 30 minutos e as 19 horas e 15 minutos daquele dia, com o máximo de sua intensidade sendo verificado por volta das 18 horas e 45 minutos sobre a área urbana do município de Itaperuçu.
Curitiba, 5 de dezembro de 2018
MARCO ANTONIO RODRIGUES JUSEVICIUS
Meteorologista – Sistema Meteorológico do Paraná – SIMEPAR
CEZAR GONÇALVES DUQUIA
Meteorologista – Sistema Meteorológico do Paraná – SIMEPAR
Fontes:
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE - https://cidades.ibge.gov.br/brasil/pr/itaperucu/panorama
Site RIC MAIS Notícia Simepar aponta que tornado de classificação ‘F0’ atingiu Itaperuçu” https://pr.ricmais.com.br/dia-a-dia/noticias/itaperucu-tornado#gref
Site Departamento de Satélites Ambientais – DSA CPTEC INPE http://satelite.cptec.inpe.br/repositoriogoes/goes16/goes16_web/ams_ret_ch14_baixa/2018/11/S11635390_201811302045.jpg
Site College of Engeneering, University of Wyoming - http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html
Site Storm Prediction Center - Fujita Tornado Damage Scale - https://www.spc.noaa.gov/faq/tornado/f-scale.html
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