A CHUVA OROGRÁFICA NO PARQUE ESTADUAL DE ILHABELA (PEIb - SP) - ESTRADA DE CASTELHANOS

Prof. MSc. Marcos Alexandre Milanesi – USP/FFLCH/DG - maalex@terra.com.br Prof. Dr. Emerson Galvani – USP/FFLCH/DG – egalvani@usp.br

RESUMO O resgate de uma bibliografia climatológica histórica da pluviosidade da região do litoral norte do Estado de São Paulo revela uma baixa densidade de estações meteorológicas e de postos pluviométricos, o que dificulta uma análise mais satisfatória da espacialização dos atributos do clima na escala dos topoclimas em locais de difícil acesso. Isso nos leva a crer que em localidades cuja rede de observação seja deficiente as representações gráficas existentes acerca da distribuição dos atributos do clima e em especial a chuva, no intuito de sintetizar parte do clima regional é baseado em aproximações teóricas e em soluções de ordem gráfica. No litoral norte, em especial, no município de Ilhabela, isso acontece. E faz passar despercebida a existência de uma dinâmica climática local baseada na interação existente entre uma barreira de relevo e um fluxo de ar, ou os conhecidos efeitos orográficos. Entendemos como efeito orográfico parte das interações perceptíveis entre a atmosfera e a superfície terrestre. O controle que uma rugosidade do terreno revela-se sobre os atributos do clima por meio do aquecimento diferenciado de parcelas de ar, a redução da temperatura da parcela da atmosfera local, a formação de brisas e nuvens, a distribuição e a gênese da precipitação do tipo orográfica. O objetivo central deste trabalho é a investigação da precipitação orográfica e a de processos associados como a sombra de chuva, no trecho central da ilha, na área do Parque Estadual de Ilhabela (PEIb) onde localiza-se a Estrada de Castelhanos. A Estrada de Castelhanos apresenta 22 km de extensão e varia em altitudes desde o nível do mar até os 690 m. Ainda, contando com uma orientação geral no sentido W-E, apresentam-se suas duas grandes vertentes, aquela voltada para o continente e aquela voltada para o oceano. Ao longo da estrada foram instalados ao todo 13 pluviômetros experimentais e seus dados foram coletados mensalmente, durante o Ano Hidrológico de 2004 a 2005. Os resultados demonstraram a ocorrência da chuva orográfica e da sombra de chuva em decorrência da existência das vertentes opostas. A redistribuição da chuva, em função do relevo, e do aumento dos valores, por conta da altitude é espacializado quando se observam os diferentes valores encontrados: a barlavento da ilha (vertente voltada para o oceano) os valores de chuva são incrementados em 20% quando comparados com aqueles encontrados a sotavento. Em altitudes superiores a 300 m, choveu em torno de 44% do total coletado, suplantando aqueles de altitudes menores. PALAVRAS-CHAVE: relevo, precipitação, sombra de chuva.

ABSTRACT A review of a climatologic historical bibliography of pluviosity in the North coastline of São Paulo State reveals a low density of meteorological stations and pluviometers, which makes difficult to reach a more satisfactory spacing analysis of climate attributes in the scale of topoclimates in places to which it is hard to have access. That leads us to believe that in some places whose observation is deficient, graphic representations concerning the distribution of climate attributes, especially rain, in order to synthesizer part of regional climate is based on theoretical approximations and on solutions in terms of graphic order. In the North coastline, especially in Ilhabela town, that happens. And becomes unnoticed the existence of local climatic dynamics based on the interaction between a relief barrier and air flow, or the known orographic effects. We comprehend as orographic effects part of perceptible interactions between the atmosphere and the terrestrial surface. The control that a roughness land reveals upon climate attributes through heating differed from parcels of air, the reduction of temperature of the local atmosphere, the formation of breeze and cloud, the distribution and the genesis orographic precipitation.

The main objective of this work is the investigation of the orographic precipitation and the processes associated such as rain shadow effect, in the central island stretch, in Ilhabela State Park region (PEIb) which is located on Castelhanos Road. This road presents 22 kilometers of extension and it varies since sea level until 690m. Including a general orientation in W-E direction, its big vertents are presented, the one in the direction to the continent and the other to the ocean. Throughout the road, thirteen experimental pluviometers were installed and their data were collected monthly, during the Hydrologic Year from 2004 to 2005. The results demonstrated that orographic rain and the rain shadow occur due to the existence of opposite vertents. The rain redistribution, in the relief function and the values raise, because of altitude it is spaced when different values found are observed: the windward of the island (the vertent in the direction to the ocean), the rain values are incremented in 20 % when compared to those found leeward. In altitudes higher than 300 m, it rained around 44% of the total that was collected, supplanting those lower altitudes. KEYWORDS: relief, precipitation, rain shadow.

A CHUVA OROGRÁFICA NO PARQUE ESTADUAL DE ILHABELA (PEIb - SP) - ESTRADA DE CASTELHANOS

Prof. MSc. Marcos Alexandre Milanesi - USP/FFLCH/DG - maalex@terra.com.br Prof. Dr. Emerson Galvani - USP/FFLCH/DG - egalvani@usp.br

Introdução

O resgate de uma bibliografia climatológica histórica da pluviosidade da região do litoral norte do

Estado de São Paulo remonta um fato cotidiano na pesquisa em Climatologia Geográfica no Brasil, a

baixa densidade de estações meteorológicas e de postos pluviométricos. Tal fato evidencia um lógico

comprometimento da análise climática em diversas escalas, mas, sobretudo na topoclimática, aquela

nas quais os atributos do clima mais sofrem com a influência do relevo, do uso e ocupação do solo e

das atividades econômicas.

Para Martinelli (2003), o método isarítmico é aquele que melhor se adapta à representação de

fenômenos contínuos como o relevo, a temperatura e a chuva, a partir de dados coletados de forma

descontinua espacialmente. Baseia-se em um banco de dados georreferenciados a pontos ou estações

observacionais de superfície, os quais gerariam, por meio do método da interpolação linear, as

isolinhas (De Biasi, 1973). Considera-se que a validade do método isarítmico dependa da distribuição

dos pontos/ postos de observação no espaço e da consistência dos dados por eles apresentados (idem).

Isso nos leva a crer que, em localidades de difícil acesso cuja rede de observação seja deficiente

(inexistente ou de funcionamento intermitente), as elucidações e respectivas representações gráficas

existentes acerca da distribuição espacial dos atributos do clima e em especial a chuva (carta de

isoietas), no intuito de sintetizar parte do clima regional é baseada em aproximações teóricas e em

soluções de ordem gráfica.

No litoral norte, em especial, no município de Ilhabela, isso acontece. E faz passar despercebida a

existência de uma dinâmica climática local baseada na interação existente entre o relevo da ilha e os

fluxos de ar predominantes, ou os conhecidos efeitos orográficos.

Entendemos como efeitos orográficos parte das interações perceptíveis entre a atmosfera e a superfície

terrestre. O controle que uma rugosidade do terreno exerce sobre os atributos do clima pode ser

observado por meio do aquecimento diferenciado de parcelas de ar, a formação de brisas e nuvens, a

precipitação do tipo orográfica.

Precipitação orográfica ou chuva de relevo é o fenômeno que se inicia quando um fluxo de ar saturado

é obrigado a elevar-se frente a um obstáculo de relevo, sofrendo resfriamento em maiores altitudes.

Posteriormente, condensando e gerando nebulosidade e tem seu final com a possibilidade da

precipitação, que pode apresentar elevação das quantidades de chuva conforme a altitude. Um efeito

associado a esse fenômeno é identificado como sombra de chuva e refere-se à redução das quantidades

de chuva do lado oposto do relevo após a transposição do fluxo de ar, agora descendente, sobre a linha

de cumeeira.

Smith (1979) esmiúça a teoria da chuva orográfica de Bergeron e propõe sua subdivisão em três tipos

de ocorrência: autoconversão, convecção disparada e seeder-feeder (semeador-alimentador).

A autoconversão é o modelo clássico da chuva orográfica. Esta é o resultado da elevação forçada do

fluxo de ar pela vertente da montanha. Se a temperatura, a umidade e os ventos forem constantes, o

crescimento das gotas (por colisão e coalescência) deverá ser similar em qualquer ponto da montanha,

provocando chuva com característica temporal uniforme. Processo típico ação da brisa marinha sobre o

relevo da zona costeira, e sobre o relevo da ilha, em nosso caso.

A chuva formada pela convecção disparada ocorre fundamentalmente na vertente mais ensolarada da

montanha por meio da formação de nuvens da família dos cumulus, de grande desenvolvimento

vertical. Não apresenta uma distribuição vertical da chuva marcante na encosta, porém, caso seja

vegetada, pode atuar como fornecedora da umidade em altitudes mais elevadas. Este processo é uma

clara marca do aquecimento diferencial de vertentes opostas, em função da quantidade de radiação

solar absorvida ao longo do dia.

O último tipo de chuva orográfica é conhecido como seeder-feeder ou semeador-alimentador e

pressupõe a ocorrência de nuvens mais altas em processo de precipitação (seeder) sobre nuvens mais

baixas (feeder) ocorrentes pela ascensão da coluna de ar sobre a vertente, aumentando a colisão entre

as gotas. No modelo conceitual de Bergeron, a chuva de altos níveis carrega umidade para a camada de

ar subjacente por meio da evaporação da gota em sua trajetória gravitacional. A liberação da massa de

água para o ambiente facilita a formação de nuvens baixas, com bases aproximadamente entre 50 e

200 m acima do nível da superfície, possibilitando a intensificação da chuva orográfica.

Em relação aos mecanismos condicionantes da precipitação orográfica Roe et al. (2003) afirmam que o

controle da distribuição da chuva orográfica é uma função direta da geometria da montanha ou

vertente, pormenorizado num trinômio entre elevação, declividade e orientação. Para Ayoade (1988),

os diversos graus de controle do relevo sobre a precipitação respeitam determinados limites como o

seu tamanho e sua orientação relativa aos ventos úmidos e, à estabilidade atmosférica. Uma posição

perpendicular do obstáculo natural à entrada das massas de ar é fundamental para a geração das

chuvas. Quando a atmosfera local encontra-se estável, o efeito orográfico é restrito aos níveis mais

baixos, mais próximos às vertentes ou montanhas e influi na distribuição da chuva. Quando instável, o

efeito orográfico potencializa e redistribui o volume da precipitação por uma área maior. Em 1979,

Barry e Chorley, apontam ao menos cinco formas de influência das montanhas sobre a chuva, ao

retardar por atrito, uma corrente de ar que se move do oceano para o continente gerando convergência

e ascensão; causando convergência e elevação através do afunilamento da corrente de ar nos vales;

provocando instabilidades convectivas ao favorecer o deslocamento inicial (quando estável) de

correntes de ar, por meio de aquecimento diferencial (vertentes diretamente expostas a maior ou menor

insolação); forçando a ascensão turbulenta do ar pela fricção superficial (atrito com a superfície),

incorrendo na formação de nuvens stratus e stratocumulus e possível precipitação de garoa ou chuvas

rápidas; aumentando a precipitação de origem ciclônica ao retardar seu deslocamento.

Em resumo, o controle do relevo sobre a precipitação tem origem numa diversidade de elementos que

variam tanto em escala espacial quanto temporal. O efeito da maritimidade a que a estrada está sujeita

é, sem dúvida, um facilitador dos processos orográficos, ao disponibilizar vapor de água necessário

para seu acontecimento. Os fatores físicos específicos à morfologia do relevo como área,

comprimento, largura, altitude, declividade, orientação geral e das vertentes, profundidade dos vales

aliados à cobertura do solo e rugosidade do terreno, são determinantes nos processos de controle.

Porém, o principal desencadeante do processo genético da chuva orográfica parece ser o fluxo de ar,

representado pela atuação dos sistemas atmosféricos regionais do sudeste (ventos predominantes de

SE), pela brisa marinha e pela própria instabilidade potencial da atmosfera circundante (convecção).

A disponibilidade de dados de chuva apenas para a vertente voltada para o continente possibilita a

confirmação do efeito de sombra de chuva, mas não da chuva orográfica (escala local). Logo, a

produção cartográfica referente à distribuição espacial da chuva na Ilha de São Sebastião não é

considerada expressão da realidade climática local, senão teoricamente.

Lembrando as palavras do Prof. Conti, quanto à chuva orográfica na Ilha de São Sebastião, em 1975

(p. 51): “faltam observações na vertente exterior da ilha, as quais nos dariam a medida exata do

contraste entre os dois lados”.

O objetivo central deste trabalho é identificar a variabilidade climática da chuva sob influência do

relevo da Ilha de São Sebastião, em particular, sobre a formação e distribuição da chuva orográfica em

suas duas grandes vertentes: barlavento (exposta aos fluxos oceânicos úmidos de SE) e sotavento (em

abrigo aos mesmos fluxos, voltada para o continente) e a de processos associados como a sombra de

chuva, no trecho central da ilha, na área do Parque Estadual de Ilhabela (PEIb) onde encontra-se a

Estrada de Castelhanos, correlacionando os dados de chuva colhidos em campo com aqueles da

Plataforma de Coleta de Dados (PCD) do INPE, em Caraguatatuba e, com os caracteres do sítio de

localização dos pluviômetros, as diferentes vertentes e respectivas altitudes.

Não pretendemos apresentar a síntese dos resultados sob a forma de uma carta de isoietas devido à

distribuição espacialmente linear dos pluviômetros. Fato este fez com que o produto cartográfico

resultante seja apresentado sob a forma de cartograma.

Área de Estudo

Localizada no litoral norte do Estado de São Paulo, distando 210 km a lesnordeste da capital, a área de

estudo (Figura 1) está inserida no município-arquipélago de Ilhabela que compõe-se por lajes, ilhotas e

ilhas maiores, sendo a Ilha de São Sebastião, a maior, com 348 km2, que por sua vez, abriga a sede

administrativa do município, sob as coordenadas geográficas latitude 23° 46’ 28" Sul e longitude 45°

21’ 20" Oeste (10m de altitude). Limitado pelo canal de mesmo nome com os municípios de São

Sebastião a oeste, Caraguatatuba a noroeste e com o Oceano Atlântico, a leste.

A Ilha de São Sebastião apresenta comprimento máximo aproximado de 27 km e relevo planáltico de

orientação geral SW-NE e, com desníveis altimétricos acentuados (Pico de São Sebastião, 1379 m e

Morro da Ponta Alta, 1259 m), encostas com inclinação em torno de 30% e pequenas planícies - sendo

a do Perequê (na porção urbanizada) e a de Castelhanos (na face oriental), as maiores. A vegetação de

Mata Atlântica, que recobre a ilha, encontra-se em diversos estágios de desenvolvimento, em boa parte

preservada pela existência do Parque Estadual de Ilhabela. (Figura 2)

O Parque Estadual de Ilhabela (PEIb) integra a rede unidades de conservação do Sistema Nacional de

Unidades de Conservação (SNUC) administrado pelo Instituto Florestal (IF-SMA). Criado em 20 de

janeiro de 1977 por meio do Decreto Estadual nº 9.414 e regulamentado através do Decreto Estadual

nº 25.341 em 04 de junho de 1986 - com área de 27.025 Hectares. De perímetro estimado em 85 km,

ocupa aproximadamente 85% do município, onde os limites são definidos por cotas altimétricas que

variam de 200 m e 100 m, assegura a manutenção da biodiversidade singular e relictual que o ambiente

ilhéu propicia. Ainda, é reconhecido pela UNESCO como um núcleo da Reserva da Biosfera da Mata

Atlântica.

O parque possui infra-estrutura básica para a realização de pesquisas. Infelizmente o número

relativamente pequeno de estudos desenvolvidos ou em desenvolvimento, marca também a carência de

estudos climatológicos – o parque não tem uma estação climatológica oficial e própria. Existe muito

Figura 2 - Área aproximada do PEIb, na ilha de São Sebastião. Fonte: Instituto Florestal (2009) Figura 1 - Imagem da área de estudo, satélite Landsat

5TM, de 20 de agosto de 1988. Fonte: INPE (2006)

pouco conhecimento sistematizado na área de estudo acerca do clima local ou da chuva que possa

caracterizar um razoável de banco de dados, com fins específicos e transversais.

A Estrada de Castelhanos, importante via de circulação da ilha, é a única ligação terrestre entre o setor

urbanizado e as comunidades caiçaras de leste. Sua maior extensão encontra-se inserida na área do

PEIb, desprovida de quaisquer tipos de calçamento ou pavimentação. Corta o trecho central da ilha, na

direção W-E num percurso de aproximadamente 22 km (entre o Perequê e Castelhanos), onde as

altitudes variam entre 0 e 690 m (“Serrinha”) e as declividades superam os 30%. Seu alinhamento

latitudinal privilegia a identificação de três compartimentos geomorfológicos: planície, vertente e

divisor de águas, distintos em duas grandes vertentes: uma voltada para o continente (sotavento) e a

outra voltada para o oceano (barlavento). As características de traçado, elevação, declividade,

comprimento e importância social para as comunidades, naturalmente pesaram na sua preferência pela

instalação dos postos pluviométricos utilizados na coleta de dados.

A Figura 3 é um recorte da carta topográfica São Sebastião do IBGE, e apresenta parte dos municípios

de São Sebastião e Ilhabela, o canal de São Sebastião, o TEBAR, a Planície do Perequê, o início da

estrada de Castelhanos, na porção central da ilha, além da localização dos 13 pluviômetros

experimentais.

Figura 3 - Parte da carta topográfica São Sebastião e a localização dos pluviômetros ao longo da Estrada de Castelhanos. Fonte: IBGE (1977)

Cabe a consideração que a proposta inicial da instalação de treze pluviômetros experimentais foi

realizada, porém, apresentando problemas no decorrer da pesquisa, comprometendo a confiabilidade

de suas observações. Assim, apenas seis pluviômetros puderam compor o universo de análise (aqueles

grafados em verde) deste estudo.

O perfil topográfico da ilha conforme a estrada (Figura 4) enfatiza sua situação geográfica e apresenta-

se funcionalmente como uma síntese do relevo ilhéu, destacando a variação das altitudes, a orientação

e inclinação das vertentes e indicando o posicionamento dos pluviômetros.

Foi de grande conveniência utilizá-la, pois a configuração das vertentes opostas pode ser expressa por

meio de uma série diferenciada de indicadores da intensa dinâmica pluvial em quase toda sua de

extensão solos expostos, deslizamentos, afloramentos rochosos, inúmeros lamaçais e a impossibilidade

do trânsito de veículos comuns (figuras 5 e 6).

A maior marítima ilha brasileira está inserida na paisagem dos “mares de morros”, no domínio tropical

atlântico, segundo Ab’saber (2003), e tem como pano de fundo, a oeste, a Serra do Mar, (de relevo

escarpado alto e abrupto em longa extensão do litoral brasileiro mas de forma mais marcante no sul-

sudeste), área dos antigos dobramentos do Atlântico, sobre rochas do Pré-Cambriano, muito

desgastadas pela erosão, porém, apresentando altitudes superiores a 1000 m (ROSS, 1996). Sua

condição climática geral é ser quente e úmida.

Figura 4 - Perfil topográfico da Estrada de Castelhanos e localização dos pluviômetros. (adaptado) Fonte: Milanesi (2007)

A classificação climática de Koppen propõe que a zona costeira do estado receba a classificação Af,

(clima tropical chuvoso, sem estação seca e com precipitação média do mês mais seco superior a 60

mm). E que, em certos pontos como na ilha, aconteça o tipo Am que caracteriza o clima tropical

chuvoso, com inverno seco onde o mês menos chuvoso tem precipitação inferior a 60 mm. O mês mais

frio tem temperatura média superior a 18°C. Ainda segundo o CEPAGRI (2009), temperatura média da

ilha é de 24,8 °C, sendo a média das máximas 31,5 °C e a média das mínimas 18,5 °C. A pluviosidade

anual, também média, é em torno dos 1507,4 mm, apresentando maiores volumes de chuva entre

janeiro e março (acima de 200 mm mensais) e menores entre junho e setembro (abaixo de 80 mm).

Situada na fachada oriental da América do Sul na latitude do Trópico de Capricórnio (~ 30’ a sul), a

ilha está na transição entre duas zonas climáticas a tropical e a subtropical, o que lhe assegura um alto

nível de dinamismo atmosférico.

Em 1973, Monteiro aplicou sua metodologia da análise rítmica ao Estado de São Paulo classificando-o

em nove unidades climáticas, segundo a geomorfologia e o comportamento da pluviosidade. A Ilha de

São Sebastião aparece agora justamente no limite teórico entre duas regiões climáticas controladas por

massas equatoriais e tropicais, ao norte da Ilha de São Sebastião, e por massas tropicais e polares de

latitudes médias, ao sul. A área de estudo ainda figura no limite entre duas das unidades propostas por

ele, uma denominada Litoral e Planalto Atlântico Norte e outra, Litoral e Planalto Atlântico Sul,

fazendo jus à localização espacial da ilha. Individualizam-se das demais por apresentar valores de

chuva muito significativos se comparados às outras áreas do litoral. Fato devido à proximidade óbvia

Figura 6 - A neblina típica da Serrinha (divisor de águas), o solo encharcado (barlavento), a baixa penetração de luz são características da dinâmica climática local. (01/12/2004, às 14h). Fonte: Milanesi (2007)

Figura 5 - Remoção de árvore e desobstrução da estrada após evento de chuva intensa. Fonte: Milanesi (2007)

ao oceano, à existência da Mata Atlântica e, sobretudo, às características morfológicas da Serra do Mar

e à sujeição das muitas incursões dos sistemas frontais durante o ano que influenciam na formação e

intensificação da chuva e na sua distribuição espacial (regional e local) afirmando a variabilidade

climática a que a área está sujeita.

Porém, foi com o prof. Conti (1975) em seu clássico trabalho sobre a circulação secundária e efeito

orográfico na gênese das chuvas na região lesnordeste paulista que a questão da força da orografia

sobre a circulação atmosférica ganha visibilidade no Brasil. Investigou os principais mecanismos

genéticos da precipitação, por meio do método da análise rítmica do Litoral Norte, Serra do Mar, no

Vale do Paraíba e da Serra da Mantiqueira, demonstrando o predomínio dos sistemas extratropicais

(fluxos polares) e a importância da atividade frontal na gênese de chuvas regionais. Acredita o autor

que o relevo não mantém em sua altimetria, a principal relação com a precipitação, apenas em

conjunto com a exposição de vertentes, interferindo na distribuição da pluviosidade pelo espaço.

Confirma a existência do efeito de sombra de chuva, a sotavento da ilha até Caraguatatuba, devido à

orientação SW-NE da ilha, perpendicular à entrada dos fluxos oceânicos de SE.

Milanesi (2007) identifica o posto Usina (Estrada de Castelhanos - 250 m), como o mais chuvoso,

apresentando 1838 mm de média anual e concentração na primavera/ verão. O posto Burrifas (sul da

ilha - 90 m) mostra em média, 1680,8 mm anuais de chuva, sendo que seus volumes de outono/

inverno suplantam os do posto Usina. O posto Ilhabela (centro - 10 m) demonstra os menores valores

médios de chuva (1509,6 mm) e suplanta o posto Burrifas apenas na primavera.

O contexto ambiental no qual a ilha está inserida propicia condições favoráveis à gênese da chuva

orográfica, relevo pronunciado, cobertura de vegetação de Mata Atlântica, ventos predominantemente

oceânicos. Em termos locais, é a própria barreira aos fluxos de ar predominantes e, por meio de sua

morfologia (altitude, comprimento e orientação), certamente exerce controle sobre a precipitação local.

A cartografia de um passado não tão distante da chuva no litoral norte comprova e demonstra com

fidelidade adequada a existência de um dos efeitos orográficos: a sombra de chuva, que é dependente e

resultante de um processo anterior, a chuva orográfica.

O Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) possivelmente foi o responsável pela primeira

comunicação cartográfica oficial sobre a distribuição espacial da chuva da área de estudo, quando da

publicação da Carta de Isoietas Anuais da Região mais Chuvosa do Brasil (sem data), entre os anos de

1914 e 1938. Os valores da 1ª Normal Climatológica (sic) são aqui representados no trecho da carta

que inclui a área de estudo (Figura 7). Notamos que a área do canal e da cidade de São Sebastião está

inclusa na isoieta de 1500 mm de chuva anual (sombra de chuva) e que na medida em que as altitudes

tornam-se maiores, aumentam os valores de chuva, tanto na ilha quanto no continente, estando as áreas

mais altas inclusas na isoieta de 2000 mm. Atentamos para o fato da inexistência de postos

pluviométricos na ilha neste período o que justifica as isoietas tracejadas.

Já em 1954, França, identificava a diferença entre os valores de chuva entre as vertentes opostas da

Ilha de São Sebastião devido às altitudes do relevo em estudo de Geografia Humana sobre a Ilha de

São Sebastião.

Conti (1975) analisa a influência da Ilha de São Sebastião sobre a chuva apontando para a ocorrência

do efeito de sombra a sotavento. Esta sombra projeta-se por quase todo o Canal de São Sebastião, em

sentido ao município de Caraguatatuba (Planície do Juqueriquerê), a característica redução da

pluviosidade. A Figura 8 mostra a distribuição da pluviosidade para o ano de 1964, considerado pelo

autor como representativo do ritmo habitual. Nota-se a isoieta de 1100 mm ocupando o canal, a

vertente continental da ilha e parte dos municípios de São Sebastião e Caraguatatuba, aumentando

conforme as altitudes até 1300 mm no barlavento e 1400 mm no continente. No estudo de Conti,

Ilhabela já contava com 2 pluviômetros oficiais, porém, sua opção foi por aquele com série histórica

mais consistente.

Figura 8 - Parte do cartograma de 1964 relativo ao ano de pluviosidade média representativa do ritmo habitual. (adaptado) Fonte: Conti (1975)

Figura 7 - Parte da Carta de isoietas da região mais chuvosa do Brasil. Fonte: IBGE (s/d)

A Figura 9 identifica os 3 postos pluviométricos oficiais com os quais o município de Ilhabela já

contou (a malha está localizada a sotavento) e foi gerenciada até algum tempo atrás pelo Departamento

de Águas e Energia Elétrica do estado (DAEE). Atualmente o controle dos postos parece estar com o

Instituto Nacional de Pesquisas espaciais (INPE) que construiu uma PCD na Praia de Castelhanos.

A série histórica dos postos é bem heterogênea: o posto Ilhabela apresenta a maior, com 57 anos de

observações e ao menos 12 anos inconsistentes. O posto Usina tem a menor série histórica (17 anos),

porém, a mais confiável com apenas 1 ano inconsistente. Já o posto Burrifas tem 23 anos de coleta de

dados e 6 anos de inconsistências.

Material e Método

Considerando a inexistência de dados de chuva para a área, a solução imediata foi o desenvolvimento

de um conjunto de 13 pluviômetros experimentais (figura 3, p. 6), que foram instalados ao longo da

extensão da estrada, distribuídos em função da altitude e das vertentes opostas. Os valores de chuva

foram coletados mensalmente durante o Ano Hidrológico de 2004 a 2005 (AH 04/05).

Milanesi e Galvani (2005) dispõem da construção do conjunto de pluviômetros experimentais, de

característica totalizadora para ser instalado em localidades de difícil acesso, como na Estrada de

Castelhanos. Sua realização considerou o problema na essência: qual a capacidade volumétrica dos

reservatórios dos pluviômetros experimentais sendo mensal a freqüência das coletas? Foram

considerados dois pontos na resolução do entrave: o relevo da ilha e a pluviometria regional. O relevo

determinou a opção por dois subconjuntos de capacidades diferentes e a pluviometria, a capacidade

máxima de cada reservatório. Dessa forma foram instalados 5 pluviômetros menores a sotavento e um

no divisor de águas - com capacidades máximas estimadas em 470 mm, e os sete restantes (os maiores,

de 700 mm) instalados a barlavento, sendo três na Praia de Castelhanos.

Um total de 14 trabalhos de campo foram planejados e executados, dois para montagem e

desmontagem do equipamento e outros 12, todo dia 1º de cada mês para coleta da chuva (total mensal),

levando em consideração o conceito de ano hidrológico, que pressupõe o período de tempo que tem

seu início em outubro e término em setembro do ano seguinte, ou seja, marcando o reinício da estação

das águas (primavera – outubro, novembro e dezembro), e seu declínio no inverno (julho,agosto e

setembro).

Figura 9 – Identificação dos postos pluviométricos do DAEE na Ilha de São Sebastião. Fonte: Milanesi (2007)

O acompanhamento dos boletins meteorológicos diários mais a comunicação mantida com os

funcionários do PEIB, em especial, o auxiliar de pesquisa e educador ambiental Marcos Aurélio

Nascimento foi necessário para detectar a possível ocorrência de algum evento extremo (normalmente

não previsto), onde então o trabalho de campo se faria a cada 15 dias, ou na medida em que fosse

preciso.

Durante os trabalhos de campo, uma série de atos de vandalismo fez com que os 13 pluviômetros

instalados inicialmente, fossem reduzidos ao número de 8 unidades, sendo 3 (p11, p12 e p13) na Praia

de Castelhanos. Dada a baixíssima variabilidade espacial da chuva nesta praia (menor que 3%) no

período observado, os valores de seus 3 três pluviômetros foram, por meio do estabelecimento de

médias, sintetizados em um só (p12) e não comprometeram a análise para a identificação da chuva

orográfica. Assim foram considerados 6 pluviômetros (Figura 10) na tentativa de investigar o

fenômeno.

Concomitantemente, as informações da Plataforma de Coleta de Dados (PCD) do INPE, em

Caraguatatuba, foram utilizadas, também para acompanhamento do tempo meteorológico regional,

mas principalmente, por servir como estação de controle sobre os dados dos trabalhos de campo na

estrada.

Todos os dados foram tratados na escala anual, sazonal e mensal em função das características do sítio

de cada pluviômetro (vertente e altitude), tendo em vista medidas de tendência central, de dispersão e

correlação simples.

A consulta ao Boletim Climanálise foi significativa no sentido de se quantificar o número de passagens

de sistemas frontais, haja vista sua grande participação como sistema gerador de chuva nesta altura do

litoral paulista.

Resultados e Discussões

A análise geral da circulação secundária no AH 04/05 aponta, segundo o boletim Climanálise, uma

considerável redução na passagem de sistemas frontais durante o período sobre a área. Somaram um

total de 66 passagens contra 77 na média histórica, que gerou aproximadamente 60 dias de chuva.

Figura 10 - Localização dos pluviômetros experimentais na Ilha de São Sebastião. Fonte: Milanesi (2007)

Já os dados de pressão atmosférica da PCD de Caraguatatuba analisados sob o viés de Tarifa (1975),

indicam o predomínio de fluxos polares oscilantes a interrompidos freqüentes em aproximadamente

71% do período, sendo responsável por 57 dias de chuva.

Concordamos com Monteiro (1973) em que a situação geográfica do Estado de São Paulo sugere à sua

dinâmica atmosférica um complexo jogo entre diferentes massas de ar ao longo do ano, sendo essa sua

identidade climática e não o predomínio de este ou aquele sistema. O autor relaciona ainda os anos

secos às poucas invasões polares sobre o estado. A baixa dinâmica dos fluxos de sul que reduzem a

freqüência de frentes frias sobre o litoral explica a ocorrência dos baixos valores de precipitação neste

ano. Não podemos afirmar se este foi um ano mais ou menos chuvoso devido ao reduzido número de

observações, porém, acordamos que foi de pluviosidade reduzida, seguindo a tendência regional.

Durante os trabalhos de campo no AH 04/05, na Estrada de Castelhanos, foi coletado um total de

18092,4 mm de chuva. A distribuição temporal dessa chuva (Figura 11) nos remete a uma média

mensal de 1507,7 mm, concentrada no verão (35,3%) e outono (26,9%), mas sem apresentar uma

estação realmente seca. O mês de maior precipitação foi março com 3313,9 mm (ou 18,3 % do total) e

o mais seco, agosto com 125,3 mm (ou 0,7 %).

Uma interpretação mais apurada acerca da distribuição sazonal da chuva na estrada indica de antemão

a influência do relevo nos volumes coletados. Em todas as estações do ano fica claro o aumento e

redução da pluviosidade em função das vertentes opostas. Na Figura 12 podemos observar que os

maiores volumes de chuva foram coletados na vertente que antepara os ventos úmidos recebidos do

oceano, em contrapartida, na vertente oposta, a sotavento dos fluxos, nota-se uma redução quantitativa

considerável. Em média, chove 5% mais a barlavento em quaisquer estações do ano; mas essas

diferenças são menores no inverno (2,6%) e na primavera (4%) e, particularmente, elevadas no verão

(6%) e no outono (7,5%), a maior. Quando considerados apenas os totais do outono (1754,3 mm, a

sotavento contra os 3119,7 mm de barlavento), diferença pluviométrica fica em torno dos 28%.

948,0

456,4858,9

1324,4824,7

125,3

3313,9

1792,81780,0

2637,62240,2

1790,2

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

out/0

4no

v/04

dez/0

4jan/0

5fev/0

5mar/

05ab

r/05

mai/05

jun/05

jul/05

ago/0

5se

t/05

chuv

a (m

m)

primavera22%

verão36% outono

27%

inverno15%

Figura 11 - Distribuição sazonal e mensal dos totais de chuva na Estrada de Castelhanos no AH 04/05. Fonte: Milanesi (2007)

Considerando que no inverno, em nossa latitude, o balanço de radiação habitualmente não favoreça o

desenvolvimento de células convectivas por meio do aquecimento diferencial das vertentes nem a

gênese da precipitação frontal, cremos que a pequena diferença entre barlavento e sotavento seja de

ordem orográfica.

É apresentada na Figura 13, a variação mensal da chuva de todos os 6 pluviômetros experimentais

instalados na estrada mais os dados da PCD Caraguatatuba para o mesmo período do AH 04/05.

Um primeiro fato a ser considerado é que os valores de chuva apresentam pequena variação temporal

entre si, o que denota boa correlação linear sugerindo confiabilidade entre os dados, sendo possível a

identificação de um ritmo entre eles. A segunda consideração a ser feita diz respeito ao fato de que,

invariavelmente, chove mais na ilha do que em Caraguatatuba - é uma confirmação do efeito de

2389,9

3119,7

1625,71672,8

2643,1

1754,3

1151,2

3735,7

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

primavera verão outono invernoal

tura

(mm

)

Sotavento Barlavento

Figura 12 - Distribuição sazonal dos totais de chuva na Estrada de Castelhanos em função das vertentes opostas no AH 04/05. Fonte: Milanesi (2007)

050

100150200250300350400450500550600650700750

out/04 nov/04 dez/04 jan/05 fev/05 mar/05 abr/05 mai/05 jun/05 jul/05 ago/05 set/05

chuv

a (m

m)

Caraguatatuba PCD p1 (3m) p2 (170m) p5 (600m)

p7 (600m) p9 (290m) p126 (5m)

Figura 13 - Variação mensal da chuva na Estrada de Castelhanos e na PCD Caraguatatuba durante o AH 04/05. Fonte: Milanesi (2007)

sombra de chuva, certamente intensificado pelo relevo da ilha, mas que também já esboça a existência

das chuvas de relevo a barlavento. Porém, possivelmente, a informação de maior relevância não seja

explicita na figura quanto na tabela de desvios relativos dos pluviômetros experimentais com relação à

PCD: o posto p1 foi o único em que se registraram valores inferiores à PCD, em média 18,3%, nos

meses de dezembro, junho e setembro. Este fato colabora com o entendimento da espacialização da

sombra de chuva e corrobora os estudos anteriormente realizados. Traz também uma informação

supostamente nova: há localidades, na ilha, bem menos úmidas englobadas pela sombra de chuva em

seu conhecimento atual.

A distribuição espacial da chuva por meio do total anual dos pluviômetros dispostos sob o perfil do

relevo segundo a Estrada de Castelhanos sintetiza a reposta para a questão mais essencial deste

trabalho, a confirmação da existência da chuva orográfica. (Figura 14)

Os totais anuais de chuva, quando agrupados pelas vertentes opostas, apresentam valores bem

distintos, a sotavento choveu 39,9 %; um quinto menos que a barlavento com 60,9 % - clara influência

do relevo.

O posto p1 apresenta as menores alturas de chuva, 1758 mm; p2 totalizou 2173 mm e p5, 3289,9 mm

no período. Tanto p1 quanto p2 aproximam-se por quantidades de chuva (abaixo dos 2500 mm e

21,7% do total), pela localização a sotavento e por estarem abaixo dos 200 m de altitude, já na área de

definição da sombra de chuva. Já p5, a 600 m de altitude, tem valores semelhantes a p9 (3462,5 mm) e

p12 (3036,8 mm). Porém estes últimos estão a barlavento e abaixo dos 300 m. Ainda assim mantêm

entre si pequena variação nos totais coletados entre 16 e 19 %. A 600 m de altitude, a barlavento,

encontra-se o posto p7. O posto mais chuvoso de todos apresenta 4371,7 mm ou aproximadamente

Figura 14 - Variação espacial da chuva para o ano hidrológico de 2004/2005, em Ilhabela. (adaptado) Fonte: Milanesi (2007)

24,5 % do total coletado. Tanto quanto p5, p7 também está em situação delicada – é o mais alto da

vertente, voltado para o oceano e exposto à circulação de SE, portanto, numa localidade propícia à

formação da chuva orográfica. Isso nos levou a uma relação mais simples entre chuva e relevo.

O gradiente pluviométrico local é expresso na relação natural existente entre os totais de chuva e as

vertentes opostas. Na Figura 15, observamos na reta da regressão de barlavento, alta correlação entre o

elemento e o fator analisados com R2 = 0,96. A equação descreve ainda que a partir de p12 (5m) a

chuva aumenta em torno de 2,25 mm a cada metro de altitude até seu máximo em p7.

Já na vertente oposta, a sotavento da estrada, a reta de regressão aponta para uma redução da chuva em

2,5 mm/m de altitude entre p5 (600 m) e p1 (3 m), apresentando R2 = 0,99, ainda maior que a

barlavento.

A circulação secundária é responsável pela a presença de ventos predominantemente do setor sudeste

na região, fluindo perpendicular aos paredões da Serra do Mar e da Ilha de São Sebastião, de

alinhamento geral SW-NE.

Não se pode admitir que a geometria da Ilha de São Sebastião influa na dinâmica atmosférica regional

a ponto de gerar perturbações na alta troposfera, mas também não se pode considerá-la como de menor

expressão plani-altimétrica, haja vista seus dois picos acima dos 1000m, altitude superior a muitas

áreas da Serra do Mar. Por conta disso, observamos que a ilha interfere, mas não necessariamente

altera as características dessas massas de ar.

A evidente disponibilidade de umidade e de núcleos higroscópicos para a atmosfera está garantida

devido à oceanidade e à cobertura vegetal (Mata Atlântica). A ilha e seu barlavento destacam-se de sua

região por incrementar os potenciais de condensação e saturação locais. As vertentes voltadas para o

oceano estão sujeitas a um foto período maior e pressupõem mais insolação recebida que a vertente

oposta, o que pode ativar movimentos convectivos localizados, assim como os fluxos das brisas pelos

vales da vertente oceânica da ilha. No momento da transposição da linha de cumeeira, quando o ar

marítimo está alterando suas características originais (resfriamento adiabático) gera acúmulo de

Figura 15 - Correlação entre o aumento da chuva conforme a altitude a sotavento e a barlavento da Estrada de Castelhanos no AH 04/05. Fonte: Milanesi (2007)

Correlação entre chuva e altitude - sotavento

p1

p2

p5

y = 2,572x + 1744,4R2 = 0,99

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

0 100 200 300 400 500 600

altitude (m)

chuv

a (m

m)

Correlação entre chuva e altitude - barlavento

p12p9

p7

y = 2,2536x + 2951,4R2 = 0,96

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

0100200300400500600

altitude (m)

chuv

a (m

m)

nebulosidade nas porções mais altas da Estrada de Castelhanos. Acreditamos que esses elementos são

importantes na consideração da gênese de uma chuva orográfica e que todos os mecanismos propostos

por Smith (1979) ocorram na área de estudo.

Ainda, o relevo da ilha não chega a remover a umidade presente numa massa de ar, mesmo assim,

recebem mais chuvas a barlavento do que as áreas circundantes a sotavento, o que demonstra o

fenômeno da sombra de chuva.

Conclusões

Os resultados apontam para a ocorrência da chuva orográfica e da sombra de chuva devido à existência

das vertentes opostas. A redistribuição da chuva, em função do relevo, e do aumento dos valores, por

conta da altitude são espacializados quando se observam os diferentes valores encontrados: a

barlavento da ilha (vertente voltada para o oceano) os valores de chuva são incrementados em 20%

quando comparados com aqueles encontrados a sotavento.

Em altitudes superiores a 300 m, choveu em torno de 44% do total coletado, suplantando aqueles de

altitudes menores. O posto p7 foi aquele que apresentou alturas de chuva superiores em todos os meses

e a todos os outros postos e deteve a maior porcentagem de chuva (24,5 %), possivelmente devido a

influência da altitude na geração das chuvas orográficas.

O posto p1 foi o único que apresentou valores inferiores aos da PCD Caraguatatuba configurando o

efeito de sombra de chuva devido a seu sítio de instalação: a sotavento, na transição da planície para a

vertente, bem abrigado dos fluxos de ar.

Referências bibliográficas

AB´SABER, A.N. Os domínios de natureza no Brasil: potencialidades paisagísticas. São Paulo:

Ateliê Editorial, 2003.

CONTI, J.B. Circulação secundária e efeito orográfico na gênese das chuvas na região

lesnordeste paulista. Tese (Doutorado). Instituto de Geografia, Universidade de São Paulo, São

Paulo, 1975.

De BIASI, M. Medidas gráficas de uma carta topográfica. Ciências da Terra, (35), 1973.

FRANÇA, A. A Ilha de São Sebastião - Estudo de Geografia Humana. Tese (Doutorado).

Faculdade de Filosofia Ciências e Letras, Universidade de São Paulo, São Paulo, 1954.

MARTINELLI, M. Mapas de Geografia e Cartografia Temática. São Paulo: Contexto, 2003.

MILANESI, M.A., Avaliação do efeito orográfico na pluviometria de vertentes opostas da Ilha de

São Sebastião (Ilhabela - SP). 2007. 150pags. Dissertação (mestrado em Geografia Física).

USP/FFLCH/DG, São Paulo, 14/set/2007.

MILANESI, M.A.; GALVANI, E. Pluviômetro experimental para localidades remotas. In: Simpósio

Brasileiro de Geografia Física Aplicada, 11, São Paulo. Anais... São Paulo, 2005. 1 CD-ROM.

MONTEIRO, C.A.F A dinâmica climática e as chuvas do Estado de São Paulo: estudo geográfico em

forma de atlas. São Paulo, USP, Instituto de Geografia, 1973. 129p.

ROE, G. H.; MONTGOMERY, D. R.; HALLET, B. Orographic precipitation and the relief of

mountain ranges, J. Geophys. Res., Seattle, v. 108 (B6), 2315, 2003.

ROSS, J.S. (Org.). Geografia do Brasil. 2ª ed. São Paulo: EDUSP, 1998.

SANT’ANNA NETO, J.L. Ritmo climático e a gênese das chuvas na zona costeira paulista. São

Paulo, SP. Dissertação (Mestrado). Faculdade de Filosofia Letras e Ciências Humanas, Universidade

de São Paulo, São Paulo, 1990.

SMITH, R.B. The influence of mountains on the atmosphere. B. Saltzman, Ed. Advances in

Geophysics. New Haven, v. 21, p.87-230. 1979.

TARIFA, J.R. Fluxos polares e as chuvas de primavera-verão no Estado de São Paulo: uma análise

quantitativa do processo genético. São Paulo, USP, Instituto de Geografia, 1975. 93p. (Série Teses e

Monografias, 19).

Referências Eletrônicas

Prefeitura Municipal de Ilhabela. Acesso em: 18-mar-2009.

Disponível em: http://www.ilhabela.sp.gov.br/portugues/home.php

CEPAGRI – Classificação climática de Koppen e Clima do município de Ilhabela. Acesso em: 28-

mar-2009. Disponível em:

http://www.cpa.unicamp.br/outras-informacoes/clima_muni_237.html

http://www.cpa.unicamp.br/outras-informacoes/clima-dos-municipios-paulistas.html

INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS. Boletim de monitoramento e análise

climática Climanálise. V. 19 - N.10 - out/2004 até o VOLUME 20 - N.9 - set/2005. Acesso em: 5 de

dezembro de 2006. Disponível em: http://www.cptec.inpe.br/products/climanalise

INSTITUTO FLORESTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO. Acesso em 15 de maio de 2009.

Disponível em: http://www.iflorestsp.br/ilhabela.gif

Documentação Cartográfica

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Carta topográfica de São Sebastião

- SF 23_Y_D_VI_3. Rio de Janeiro, Ed. IBGE, 1991. Mapa colorido. Escala 1:50.000.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Carta de Isoietas Anuais da Região

mais Chuvosa do Brasil. Serviço de impressão do IBGE. (s/d)