Monsoons

Na noite de 11 de Junho de 2015, começou a chover em Mumbai, Índia, e não parou até ao dia seguinte. Os comboios sofreram atrasos. Um muro ruiu com o peso acrescido da água. Foram afixados avisos sobre o risco de deslizamentos de terras em zonas montanhosas da cidade. Duas pessoas morreram em consequência das chuvas. No entanto, houve um sentimento de alívio na cidade. Como diz um artigo no New Indian Express, “Mumbai sorriu enquanto chuviscos pesados açoitavam a cidade”

A cidade estava a sorrir, por assim dizer, porque esta tempestade acabou com uma longa onda de calor. Antes do início da chuva, estava tanto calor durante o mês de Maio que as estradas de asfalto estavam a derreter. Em muitos lugares na Índia, as condições húmidas fizeram com que o calor se sentisse muito mais quente. Num local, o índice de calor, que tem em conta tanto o calor como a humidade para descrever a sensação de calor, era superior a 140°F. Após o início da chuva, as temperaturas desceram à medida que as nuvens sombreavam Mumbai do sol escaldante. Ainda estava quente – com temperaturas elevadas acima dos 80°F – mas era muito mais fresco do que durante a onda de calor. O início das chuvas no início de Junho marcou o fim do Inverno seco e o início da monção húmida de Verão .

br>>>p>Mumbai, Índia, durante a chuva das monções. (Imagem: Indrani911basu)

Monsoons produzem os verões muito húmidos e invernos secos que ocorrem em quase todos os continentes tropicais. Uma monção não é uma tempestade como um furacão ou uma trovoada de Verão, mas um padrão muito maior de ventos e chuva que abrange uma grande área geográfica – um continente ou mesmo todo o globo terrestre.

O tempo e o clima são muito diferentes nos trópicos e nas latitudes médias, e não se trata apenas de os trópicos serem mais quentes. Na Europa, América do Norte, e outras regiões de latitude média, as temperaturas sofrem grandes alterações ao longo do ciclo sazonal; os eventos climáticos nestas regiões duram alguns dias, à medida que os sistemas de alta e baixa pressão se deslocam lentamente para leste, reorganizando os locais de massas de ar mais quentes e mais frias à medida que se deslocam. Isto pode torná-lo fresco e chuvoso num dia e quente e ensolarado no dia seguinte. Em contraste, as temperaturas tropicais não mudam muito ao longo de todo o ano. O ciclo sazonal nos continentes tropicais é marcado por uma oscilação entre períodos secos e húmidos, provocada pelas monções. Os eventos meteorológicos nos trópicos – tais como tufões, tempestades, e outras chuvas – estão na realidade embutidos nas monções muito maiores. Biliões de pessoas vivem nos climas das monções da Ásia do Sul, África e Américas tropicais, e todas as primaveras esperam por chuvas de monção que acabarão com a seca do Inverno, mesmo que também possam causar inundações catastróficas. Há frequentemente pouca ou muita água.

Onde se encontram as monções

Se estiver à procura de monções, terá de se dirigir para os trópicos. É aí que a chuva é produzida à medida que o ar quente e húmido sobe na Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), que se move para norte e sul num ciclo sazonal, causando padrões de estações claramente húmidas e secas (explore Why Monsoons Happenpen to learn more about how this work).

No entanto, as monções não são as mesmas em todos os trópicos, porque as localizações específicas dos continentes e oceanos influenciam os padrões regionais de ventos e chuva. As condições clássicas das monções fortes encontram-se onde o Oceano Índico e o Oceano Pacífico se encontram. Esta região inclui a Índia e o Sul da Ásia a norte do equador e a Austrália a sul do equador. Fortes oscilações entre verões húmidos e invernos secos encontram-se nesses locais à medida que a ZCI se desloca para trás e para a frente através do equador. A monção do Sul da Ásia, que inclui a monção indiana, é especialmente forte porque os Himalaias e outras montanhas bloqueiam o ar seco no Norte para não chegar à região húmida das monções. A região sazonalmente húmida e seca a sul do Deserto do Saara na África Ocidental e no Sahel é outra região clássica das monções. As monções também ocorrem nas Américas, mas tendem a ser mais fracas do que noutras regiões.

O mapa animado abaixo mostra como a precipitação varia ao longo de um ano típico. Note-se que a maior parte da precipitação ocorre nos trópicos e balança a norte e a sul do equador com as estações do ano. Esta mudança sazonal na localização da precipitação tropical indica uma mudança na localização da ZCI e é a razão pela qual existem estações húmidas e secas distintas nos continentes tropicais.

br>>p>p> Padrões de precipitação ao longo do ano (Imagem: Universidade do Oregon)

Asia, Índia e Austrália

Com as monções mais fortes do mundo, esta região estende-se desde o Mar da China do Sul até ao Oceano Índico e inclui a Ásia e o extremo norte da Austrália. De Junho a Setembro, as chuvas das monções de Verão ocorrem em países do Sul da Ásia, como o Vietname, Tailândia, Camboja, Bangladesh, Laos, Índia, e Paquistão. De Dezembro até Fevereiro, as chuvas das monções deslocam-se para sul do equador em direcção à Austrália, enquanto o Sul da Ásia experimenta condições de monção seca. Há mesmo uma monção da Ásia Oriental que traz chuva de Verão para a China, Japão e Coreia, mas é causada por um tipo diferente de padrão de vento associado ao jacto.

p>Monsoons trazem grandes quantidades de chuva para um local, levando frequentemente ao crescimento da vegetação em grande escala.
Image: Universidade do Oregon

As Américas

Ventos das monções nas partes tropicais da América do Norte, América Central e América do Sul fazem com que a quantidade de chuva varie com as estações do ano, mesmo em áreas onde a precipitação é abundante e as florestas tropicais prosperam. De Junho a Agosto, que são meses de Verão no Hemisfério Norte, há mais precipitação a norte do equador na Costa Rica, Nicarágua, Panamá, e no México ocidental. De Dezembro a Fevereiro, há mais precipitação a sul do equador no Brasil. A monção norte-americana traz humidade das águas quentes do Pacífico para o Sudoeste dos EUA, mas o seu pico de pluviosidade ocorre no México, e os estados americanos do Arizona e Novo México encontram-se na sua periferia. Estas áreas são tipicamente secas, mas podem receber precipitação suficiente para acalmar um incêndio se os ventos húmidos das monções soprarem no Verão. Uma área de chuva de Verão ao longo da costa leste dos EUA está associada ao que alguns poderiam chamar uma versão de média latitude da chuva das monções.

África

Durante o Verão do Hemisfério Norte, a Zona de Convergência Intertropical (ZCI) sobre África situa-se no extremo norte do equador, a sul do Deserto do Sara, numa área conhecida como África Subsaariana. Ventos húmidos sopram do Atlântico e produzem chuva quando chegam à África Ocidental em países como o Mali, Níger, Gana e a Costa do Marfim. Durante o Verão do Hemisfério Sul, a ZCI situa-se a sul do equador e traz chuva para países da África Austral como o Zimbabué, Tanzânia, Zâmbia, Malawi, Moçambique, e Uganda. Entretanto, a África subsaariana torna-se particularmente quente e seca no Inverno à medida que o ar desce do alto da atmosfera para o solo como parte da Circulação de Hadley.

br>>p> Os locais das chuvas tropicais mais fortes de Dezembro a Fevereiro (em cima) e de Junho a Agosto (em baixo). (Imagens: UCAR)

Porquê as monções acontecem

“Os ventos das monções chegaram formalmente à cidade”, disse o director-geral do Centro Meteorológico Regional de Mumbai V.K. Rajeev à imprensa indiana na sexta-feira 12 de Junho de 2015, depois de uma noite cheia de chuva.

Referiu-se aos ventos apesar de as pessoas se terem preocupado mais com as chuvas que tinham acabado de começar. Isto porque as chuvas das monções são controladas pelo vento e, em geral, pela forma como o ar se move através da atmosfera tropical, que muda dramaticamente no início e no fim de cada Verão.

Há um padrão para o vento.

O ar move-se através da atmosfera tropical num padrão chamado Circulação de Hadley – o ar quente sobe perto do equador, flui em direcção aos pólos, e depois desce de volta em direcção à superfície da Terra nos subtropicais. O ar flui ao longo da superfície da Terra a partir dos subtrópicos em direcção ao equador e depois o laço começa tudo de novo.

br>>>p>Air aquecido nos trópicos sobe, flui em direcção aos pólos, depois para baixo nos subtrópicos, e de volta para o equador. (Imagem: UCAR)

Luz solar, e a energia que ela traz à Terra, é a força motriz por detrás da Circulação de Hadley. A luz solar aquece as superfícies terrestres e oceânicas perto do equador. A superfície aquecida liberta energia para a atmosfera, sob a forma de calor e água evaporada. O ar que foi aquecido no equador, e o vapor de água que retém, sobe e espalha-se na atmosfera superior, aproximadamente 10-15 quilómetros acima da superfície da Terra. Ao fluir em direcção aos pólos, este ar arrefece e desce em direcção à superfície da Terra nos subtrópicos, cerca de 30 graus de latitude a norte ou sul do equador. À medida que o ar sobe perto do equador e depois flui para os pólos, deixa uma área com menos moléculas de ar no equador. Esta é uma região de baixa pressão porque há uma menor massa de ar restante sobre o equador. O ar dos subtópicos, a norte e sul do equador, flui para dentro para preencher o espaço, completando o laço de Circulação de Hadley. A área perto do equador com baixa pressão e ventos convergentes e ascendentes chama-se Zona de Convergência Intertropical (ZCI). O vapor de água condensa à medida que o ar sobe e arrefece na ZITC, formando nuvens e caindo como chuva. A ZITC pode ser vista do espaço como uma faixa de nuvens à volta do planeta. É aqui que ocorre a chuva das monções.

Se a Terra não estivesse em rotação, os ventos soprariam directamente para a Zona de Convergência Intertropical a partir do norte e do sul. Mas a Terra está a rodar – fazendo uma volta completa no seu eixo todos os dias – o que vira o vento para a direita no Hemisfério Norte e para a esquerda no Hemisfério Sul. Isto significa que o ar que flui em direcção ao equador perto da superfície da Terra também flui em direcção ao oeste, e constitui aquilo a que chamamos os “ventos alísios”, que eram importantes para o comércio global nos tempos em que as mercadorias eram transportadas entre continentes por navios à vela. O efeito da rotação da Terra sobre os ventos é chamado efeito Coriolis ou força de Coriolis. Também afecta o movimento das correntes oceânicas e a direcção da rotação nos furacões. Os movimentos que se estendem de centenas a milhares de milhas sentem a força de Coriolis. Não tem impacto em fenómenos de menor escala como tornados. (E ao contrário da lenda, a direcção que a água gira numa sanita de descarga deve-se ao desenho da sanita, pois as sanitas são demasiado pequenas para sentirem a força de Coriolis.)

A forma como os ventos alísios viraram para oeste a caminho do equador foi de grande interesse para George Hadley, um advogado britânico do século XVIII que se dedicava à meteorologia. Ele propôs que foi o giro da Terra que fez com que os ventos viravam à medida que sopravam em direcção ao equador. Ele produziu o que foi essencialmente a primeira teoria global da circulação atmosférica. Ao longo dos anos outros cientistas aperfeiçoaram e desenvolveram estas ideias, mas Hadley conseguiu corrigir algumas das noções básicas. Hoje, a Circulação Hadley nos trópicos tem o nome de George Hadley.

A Circulação Hadley não fica no mesmo lugar durante todo o ano, mas varia com as estações do ano. Esta é a chave para compreender porque é que muitas regiões tropicais em todo o mundo têm padrões de verões húmidos de monção e invernos secos. As mudanças sazonais na Circulação de Hadley criam as monções do mundo.

Ventos mudam ao longo do ano.

Durante Dezembro e Janeiro, o Hemisfério Sul é aquecido mais fortemente pelo sol do que o Hemisfério Norte, pelo que o ar mais quente – o ar que se eleva na ZCI – é encontrado um pouco a sul do equador. Os ventos do hemisfério norte sopram através do equador em direcção à ZCI. Durante os meses de Junho e Julho, o hemisfério norte é aquecido mais fortemente pelo sol, pelo que a ZCI e o seu ar quente ascendente se encontram um pouco a norte do equador e os ventos sopram do hemisfério sul através do equador para chegar à ZCI no hemisfério norte.

Como a ZITC muda de localização ao longo do ano, os ventos e as chuvas e a localização do tempo húmido das monções também mudam.

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Como a Zona de Convergência Intertropical (ZCI) muda de localização ao longo do ano, os ventos, as chuvas, e a localização do tempo húmido das monções também mudam. Neste exemplo da Ásia e Austrália, a ZCI desloca-se do Hemisfério Sul (mapa da esquerda) para o Hemisfério Norte (mapa da direita). (Imagens: UCAR)

Lembrem-se que a força de Coriolis muda de direcção no equador: Vira ventos para a direita no Hemisfério Norte e para a esquerda no Hemisfério Sul. Assim, quando o ar atravessa o equador à medida que flui do hemisfério frio do Inverno para a ZIT no hemisfério do Verão, experimenta uma mudança na força de Coriolis. Isto faz com que os ventos alísios invertam a direcção e sopram em direcção ao oeste no hemisfério de Inverno e ao leste no hemisfério de Verão. Esta inversão sazonal dos ventos foi historicamente muito importante para o comércio entre África e Ásia; os navios navegariam da Ásia para África no Inverno e depois empreenderiam a sua viagem de regresso quando a monção de Verão mudou o vento de oeste para leste.

A animação acima mostra como a ZITC, os ventos e os padrões de chuva mudam ao longo dos meses do ano. (Vídeo: UCAR)

A monção de Verão é o que as pessoas muitas vezes pensam como condições de monção: grandes quantidades de chuva. Mas a monção de Inverno, onde prevalecem as condições secas, também faz parte do padrão. Durante o Inverno, o ar desce sobre os continentes tropicais como a parte da Circulação de Hadley que está fora da ZCI. A descida do ar causa alta pressão, e torna as nuvens e a chuva invulgar. As condições secas durante o Inverno podem mesmo levar à seca se forem demasiado intensas ou persistirem durante demasiado tempo.

As monções são afectadas pela geografia.

Geografia afecta a quantidade de precipitação que uma área recebe à medida que a ZITC se desloca ao longo das estações. Por exemplo, durante o Inverno do Hemisfério Norte, a ZITC situa-se a sul do equador e as chuvas das monções caem no norte da Austrália. Ventos de baixo nível sopram para sul em direcção à ZITC, captando humidade à medida que se deslocam sobre o oceano quente e tropical. Entretanto na Índia, a descida de ar seco sobre a terra significa que há pouca precipitação.

Durante o Verão no hemisfério norte, a ZITC situa-se a norte do equador e as chuvas das monções caem na Índia e noutras partes do sul da Ásia à medida que os ventos sopram para norte do oceano tropical para a terra, enquanto o norte da Austrália experimenta condições muito secas à medida que o ar desce.

br>>p>>Como a ZITC gira para norte durante os meses de Verão, traz chuvas de monção para Kozhikode, Índia. À medida que a ZITC desce para sul durante o Verão no hemisfério sul, traz chuvas de monção para Darwin, Austrália. (Imagens: UCAR)

A localização das chuvas das monções é afectada pelo facto de a terra não se poder agarrar ao calor, bem como ao oceano. Quando a luz solar intensa do Verão atinge a terra, a sua energia é absorvida e transferida rapidamente de volta para a atmosfera. Quando a luz solar de Verão atinge o oceano, a energia do sol é retida pela água e pode ser misturada para baixo e armazenada dezenas a centenas de metros abaixo da superfície. Isto significa que, no Verão, o ar sobre terra é aquecido mais do que o ar sobre o oceano, o que desloca a ZCI para regiões terrestres. Em regiões onde os continentes se situam a norte ou sul do equador, como na Ásia e Austrália, isto faz com que a ZITC se desloque mais longe do equador durante a estação do Verão.

O que afecta a quantidade de chuva?

Existe uma variação de ano para ano na quantidade de chuva das monções durante o Verão. Por exemplo, os investigadores descobriram que durante as condições do El Niño, quando o Oceano Pacífico é particularmente quente perto do equador, há tipicamente menos precipitação durante a monção de Verão na Índia. Durante as condições de La Niña, quando o Oceano Pacífico é fresco, há mais chuva durante a monção de Verão na Índia. Embora este seja um padrão geral, não pode ser usado para indicar exactamente quanta chuva cairá na Índia em qualquer verão em particular. De facto, o evento El Niño mais forte do século XX (1997-1998) teve pouco efeito sobre a monção indiana. Por conseguinte, também deve haver outras influências sobre a quantidade de chuva. Esta é uma área de investigação activa.

A mudança climática pode estar a mudar as monções.

De acordo com a maioria das simulações computorizadas do clima da Terra nos próximos 50-100 anos, haverá um aumento da pluviosidade na maioria das regiões de monções à medida que o clima aquece devido ao aumento dos níveis de gases atmosféricos com efeito de estufa, tais como o dióxido de carbono. As chuvas irão provavelmente aumentar nas regiões húmidas à medida que o clima aquece porque o ar quente pode conter mais água; se os ventos não mudarem, mais vapor de água na atmosfera irá produzir mais chuva na ZCI. Sobre o oceano, onde há abundância de água para a atmosfera, isto é bastante provável, mas é menos claro como a quantidade de chuva pode mudar sobre a terra à medida que o clima aquece. Se os ventos mudarão ou não o suficiente para ter um grande efeito sobre a precipitação é também pouco claro. Durante a estação seca, espera-se que a terra se torne mais seca porque a evaporação da terra irá aumentar num clima mais quente.

Ao mesmo tempo que a precipitação está a mudar devido à mudança climática global, a variabilidade natural de ano para ano também está a acontecer. Outras alterações na quantidade de precipitação podem ser causadas pela poluição atmosférica (tais como pequenas partículas libertadas como carvão, petróleo, e gás são queimadas). A quantidade de chuva de monção que cai todos os anos é altamente variável, de acordo com os registos de chuva recolhidos na Índia desde a década de 1880. Em partes da Índia, a pluviosidade das monções tem diminuído em parte desde 1950. Entretanto, nas Filipinas e noutras zonas do Pacífico Norte ocidental, a quantidade de chuva das monções aumentou. As fracas chuvas das monções produziram seca e fome em grandes partes de África nas décadas de 1970 e 1980, mas as chuvas das monções na África Ocidental recuperaram um pouco desde então. Portanto, há provas de que as monções estão a mudar, mas os investigadores ainda estão a investigar como a quantidade de chuva das monções será afectada pelas alterações climáticas no futuro.

Monsoons Impact People

Impacto na agricultura e na economia

Agricultores nas regiões de monção dependem dos meses húmidos de Verão para cultivar culturas. Contudo, as monções de Verão nem sempre trazem a mesma quantidade de chuva, e as variações na chuva têm implicações na agricultura e na economia.

Por exemplo, em 2009, muito pouca chuva caiu durante as monções de Verão na Índia. Em algumas zonas a precipitação foi metade do que é típico durante a estação chuvosa e os agricultores não puderam plantar as suas culturas. Os animais da quinta passaram fome; muitos foram vendidos por uma fracção do que normalmente teriam valido porque os agricultores estavam desesperados.

De trigo e arroz a legumes, algodão e chá, os agricultores indianos cultivam uma vasta gama de culturas e o país utiliza mais terra para culturas do que qualquer outro país do mundo (215 milhões de acres). As colheitas dependem da chuva e, na Índia, mais de três quartos da precipitação anual ocorre durante os quatro meses da estação das monções de Verão. Mas durante os anos em que há menos precipitação do que o habitual, as culturas morrem nos campos ou não podem de todo ser plantadas. Veja os gráficos à esquerda para ver como a quantidade de culturas de cereais produzidas pelos agricultores na Índia (incluindo trigo, arroz e cevada) se relaciona com a quantidade de chuva. Mais de metade da população da Índia trabalha na agricultura, e as chuvas das monções afectam directamente os seus rendimentos e meios de subsistência. A agricultura representa mais de 15% do Produto Interno Bruto (PIB) da Índia, o que significa que quando as colheitas falham devido a pouca chuva, a economia sofre.

Embora muito pouca chuva durante as monções de Verão possa causar condições terríveis para os agricultores em terra, demasiada precipitação e ventos demasiado fortes podem tornar as águas costeiras inseguras, impedindo os pescadores em todo o Sul da Ásia de se dirigirem para o mar para apanharem os peixes de que dependem para o rendimento.

As chuvas das monções podem ser aproveitadas como energia hidroeléctrica, um valioso recurso energético. A energia hidroeléctrica fornece actualmente 25% da electricidade da Índia. Os reservatórios são enchidos durante as chuvas das monções de Verão e depois a água é gradualmente libertada através de barragens, girando turbinas para criar electricidade durante todo o ano. Durante anos em que há pouca chuva de monção, os reservatórios não são reabastecidos, limitando a quantidade de energia hidroeléctrica produzida durante o ano.

p>Barcos de pesca no sul da Ásia
(Imagem: Sandip Dey, Wikipedia Commons)

Monsoons and health

Porque as regiões com clima de monção têm estações nitidamente húmidas e secas, são propensas a inundações e secas, sendo ambas perigosas para a saúde.

Durante as monções de Verão, fortes chuvas podem causar inundações. As cheias poderosas podem afogar vítimas e danificar edifícios, deixando as pessoas sem casa e vulneráveis aos elementos. Durante as monções de Verão de 2014 no Paquistão e na Índia, quase 300 pessoas perderam a vida durante os deslizamentos de terras e desmoronamentos de casas. As inundações das monções de 2011 na Austrália causaram cerca de 4,5 mil milhões de dólares em danos.

Já os principais perigos para a saúde durante a estação das monções de Verão são doenças como a cólera, dengue, chikungunya, e malária, bem como infecções estomacais e oculares. Todos os anos, à medida que a estação das monções de Verão se aproxima, os hospitais indianos preparam-se para um elevado número de doentes com estas doenças.

br>>>p>(esquerda) Durante os meses com menos precipitação no Bangladesh, há menos dengue. (de Karim et al, 2012). (direita) Os anos com precipitação intensa na Índia tendem a ter mais casos de malária. (de Magori e Drake, 2013) (Imagens: UCAR)

Quando as inundações provocam o comprometimento dos sistemas de purificação da água, doenças como a cólera podem propagar-se através de água potável impura. Além disso, os mosquitos que transportam doenças reproduzem-se em recipientes abertos que se enchem de água da chuva – desde grandes barris de água e lagos até pequenas cascas de coco. Os mosquitos que propagam a malária, dengue e chikungunya são comuns nos trópicos. Como os mosquitos têm mais lugares para procriar durante as chuvas das monções de Verão, há mais mosquitos. Isso leva a mais picadas de mosquitos que propagam doenças.

Durante o Inverno, as nuvens raramente fornecem sombra e a superfície da terra seca não consegue arrefecer por evaporação, pelo que as ondas de calor são comuns. Pelo menos 2500 pessoas morreram numa grande onda de calor que varreu a Índia em 2015, e mais de 1000 morreram cerca de um mês mais tarde devido a uma onda de calor no Paquistão. As temperaturas em Nova Deli estavam perto dos 120°F (quase 50°C). A água é escassa nesta altura do ano, o que faz com que doenças lavadas com água se tornem comuns; estas doenças propagam-se quando há pouca água para uma higiene adequada.

Meningite, que mata uma em cada dez vítimas, propaga-se durante a estação seca na África subsaariana quando o pó do deserto se torna transportado pelo ar e é inalado. Tipicamente, o número de casos cai com as primeiras chuvas das monções.