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Meteorologia Geral 2011

Cludio Paulo & Gilberto Mahumane Pgina 1

TEMA 6 CIRCULAO GERAL DA ATMOSFERA

Como j foi visto no estudo dos movimentos atmosfricos, a distribuio dos ventos na superfcie deve ser aproximadamente as das Figuras da pgina seguinte. Os ventos convergem para os centros de baixa presso e divergem dos centros de alta presso. A circulao acima deve se complementar, com ar descendente sobre sobre os centros de alta presso e ascendentes sobre os centros de baixa presso. A aparncia real da distribuio vista nas duas Figuras seguintes e a complexidade devida s diferenas de absoro entre Terra e Mar e a sua distribuio, e ainda marcha das estaes do ano. As regies da Figura ideal anterior, podem ser reconhecidas nessas duas Figuras, porm deslocadas e descontnuas. 6.1 Regies da Circulao Geral da Atmosfera 6.1.1 Zona de Convergncia Intertropical (ZCIT) uma zona de calmarias equatoriais, uma faixa de baixas presses, consequncia do aquecimento maior nessa regio devido insolao. O fluxo relativamente intenso na vertical, dando origem formao de intensa nebulosidade e precipitao. A ZCIT varia de posio acompanhando a declinao do sol mas usualmente permanecendo mais tempo no hemisfrio norte devido desigual distribuio de terras. 6.1.2 Faixa de Calmarias Subtropicais ou Latitudes dos Cavalos So regies de alta presso e portanto de subsidncia ou ar descendente, em ambos os hemisfrios, em torno de 300 de latitude. So as regies onde se encontram os desertos da Terra, onde a nebulosidade muito pequena. No inverno a alta presso bastante intensificada sobre a Terra, particularmente na Alta da Sibria, devido ao arrefecimento intenso dessa regio. No vero as altas presses se deslocam em direco ao mar, que ento esto mais frios que os continentes. 6.1.3 Faixa de Calmarias subpolars A cerca de 600 de latitude se situam essas faixas de baixa presso subpolares. a regio onde se formam os ciclones das latitudes mdias.



6.1.4 Altas Polares Os polos so regies de ar descendente e portanto reas de alta presso onde a precipitao muito pequena. 6.2 Sistemas Planetrios de Ventos Os ventos de superfcie obedecem s relaes impostas pela distribuio de presses e pela fora de Coriolis. 6.2.1 Ventos Alseos

So ventos tropicais de leste, que sopram das altas subtropicais em direco ZCIT. Esses ventos so mais desenvolvidos sobre os oceanos Atlntico e Pacfico em ambos os hemisfrios. A deflexo devida fora de Coriolis. Como a ZCIT no vero fica basatante deslocada para o Equador e, no seu novo percurso em direco ao plo norte, sofre um desvio de gancho, principalmente no Oceano ndico. 6.2.2 Ventos Predominantes de Oeste Esses ventos que se originam dos centros de alta presso subtropicais e se dirigem para os plos, so defletidos para o leste pela fora de coriolis. No hemisfrio sul mais uniforme, devido ausncia de continentes numa larga faixa, com um gradiente de presso tambm uniforme em direco ao continente Antrtico. So ventos fortes e contnuos, da ordem de 8 a 15 m/s. 6.2.3 Ventos Polares de Leste Sopram das altas polares em direco s calmarias subpolares, defletidos pela fora de Coriolis para o Oeste. 6.2.4 Mones So ventos que tm o seu sentido invertido com a mudana das estaes. Essas mudanas so devidas variao de precesso provocada pelo aquecimento diferencial entre a Terra e Mar, numa escala maior do que, por exemplo, no caso da brisa martima e terrestre. O caso mais famoso o das mones da ndia. Durante o Inverno os ventos sopram de nordeste, originrios da alta presso sobre a Asia. No Vero, forma-se um centro de baixa presso sobre a Asia e o vento sopra de sudoeste, vindo do hemsifrio sul e sofrendo a curvatura devido fora de Coriolis. As mones de vero so muito



importantes para a agricultura na ndia, pois os ventos trazem para a Terra a humidade colhida no Oceano ndico. Outro caso de mones ocorre na costa oeste da Africa, no hemisfrio norte. 6.2.5 Ventos da Alta Troposfera Na alta troposfera os ventos predominantes so de oeste, exceto numa faixa at 15 ou 20 de latitude em torno do Equador, com fracos ventos de leste. Note-se que prximo ao Equador os gradientes horizontais de temperatura so pequenos, e portannto o vento trmico tambm pequeno.



Figura 6.1: Representao Esquemtica da Circulao Geral da Atmosfera. A seta dupla indica

a componente Este do Vento.

Figura 6.2: Representao Esquemtica da Circulao Geral da Atmosfera.



Figura 6.3: Circulao Geral da Atmosfera: Presso mdia e Ventos em Janeiro.

Figura 6.4: Circulao Geral da Atmosfera: Presso mdia e Ventos em Julho.



6.2.6 Correntes de Jato da Frente Polar Na regio das frentes e quentes, que ocorrem na frente polar, o gradiente horizontal da temperatura muito intenso e d origem a ventos fortes no nvel de 200 hPa, aproximadamente. Eles atingem 50 m/s em mdia e at 100 m/s em casos isolados. Esses ventos fortes so chamados as correntes de jacto da frente polar e acompanham a localizao mdia das frentes abaixo delas. A Figura seguinte mostra o corte vertical das temperaturas da troposfera no inverno no hemisfrio norte, onde se v que o gradiente horizontal de temperatura mximo entre 300 e 400, justamente onde se encontra o eixo da corrente de jacto que pode ser vista na Figura da pgina seguinte.

Figura 6.5: Tropospheric mean winter meridional temperature distribution.

Alm dessas, existem ainda as correntes de jacto subtropicais, que so causadas pela conservao do momento angular do ar proveniente das regies equatoriais, cuja componente oeste-leste aumenta medida que diminui a distncia da parcela ao eixo de rotao da terra, no seu caminho em direco aos polos. 6.3 Ondas de Rossby Como se v na Figura que representa a corrente de jacto polar, o eixo do jacto ondula em torno do hemisfrio, no s em intensidade, como tambm em latitude. Rossby mostrou teoricamente que essa ondulao devida variao da intensidade da fora de Coriolis coma latitude e que ela se propaga para leste ou oeste, dependendo do comprimento de onda. As frentes e os centros de presso associados a elas tm uma relao directa com essas ondas da alta troposfera. Os movimentos abaixo so guiados pelas ondas de Rossby e, por essa razo, a previso de tempo na superfcie depende da observao da alta troposfera, que feite atravs das radiosondas.



Figura 6.6: Esquerda: A Corrente de Jato no Globo Terrestre. Direita: The jet stream in winter.

Arrows designate axis or core.



6.4 Massas de Ar J foi visto anteriormente, que uma frente separa duas massas de ar diferentes. Uma massa de ar um volume extenso de ar, homogneo horizontalmente. Sua uniformidade principalmente relacionada temperatuta e ao contedo de humidade. Massas de ar podem se extender por milhares de quilmetros quadrados e alguns quilmetros de profundidade. Sua presena mostrada por observaes meteorolgicas, particularmente de temperatura e humidade. 6.4.1 Origem e Tipos de massas de Ar

As massas de ar adquirem as suas propriedades originais das superfcies sobre as quais elas se formam. Essas massas no se formam rapidamente, o ar deve permanecer parado ou circular durante algum tempo sobre a regio para gradualmente adquirir suas caractersticas.

As regies onde elas se formam com mais frequncia so as regies fontes. Por exemplo, a regio norte do Canad e o continente Antrctico e os centros de alta presso sobre os oceanos. As massas de ar tendem a ser limitadas pela faixa dos ventos de Oeste, nas latitudes mdias. Massas formadas prximo dos polos so chamadas massa polares e so frias e secas. As formadas mais prximo do Equador so chamadas massas tropicais e so quentes e hmidas. A Tabela abaixo sumariza os diferentes tipos de massas de ar dependendo de sua origem e suas fontes geogrficas. Elas tambm podem ser vistas nas Figuras 6.7 e 6.8 da pgina seguinte.



Tabela 1: Tipos de massas de ar dependendo de sua origem e suas fontes geogrficas.

Massa Origem Propriedades Smbolo

rctica Regies polares

Baixas temperaturas, baixa humidade especfica mas alta humidade relativa. A mais fria das massas de inverno.

A

Polar Continental

reas Continentais subpolares

Baixas temperaturas, aumentando quando se move para o Equador, baixa humidade, permanecendo constante aps a formao.

cP

Polar martima

Sub-polar rctica

Baixas temperaturas, aumentando com o movimento, humidade mais alta.

mP

Tropical Continental

Altas presses subtropicais em terra

Alta temperatura, baixa humidade. cT

Tropical Martima

Bordas do lado do Equador das altas sub-tropicais

Temperaturas moderadamente altas, alta humidade especfica e relativa.

mT

Equatorial Mares tropicais e equatoriais

Altas temperaturas e humidade. E



Figura 6.7: Generalized pattern of primary air masses and fronts superimposed on a pattern of

prevalling winds, January-February.

Figura 6.8: Generalized pattern of primary air masses and fronts superimposed on a pattern of

prevalling winds, July-August.



6.4.2 Movimento das Massas de Ar Os mesmos factores que mantm as massas de ar paradas para adquirirem suas caractersticas da superfcie abaixo, tambm fazem as massas se movimentarem. Esses factores so determinados pela circulao geral da atmosfera. No caso do ar polar, ao mesmo tempo que lnguas de ar frio avanam alm dos seus limites em direco ao Equador, tambm o ar quente tropical penetra nas reas de ar frio. Naturalmente, reas completamente dentro das regies fontes experimentam um tempo mais ou menos uniforme, mas reas fora dessas regies, nas latitudes mdias, que so as latitudes dos ventos de oeste, sofrem mudanas continuamente, resultantes da passagem de frentes frias e quentes.

Devido ao seu movimento, massas de ar sofrem modificaes, dependendo do tipo em condies da superfcie e da velocidade com que ela se move. Assim, uma massa de ar polar continental ( cP ) pode se transformar em ar martimo

polar (mP ) aps um lento percurso sobre o mar.

6.4.3 Propriedades das Massas de Ar As condies dentro de uma massa de ar dependem fortemente da temperatura da superfcie sobre a qual ela est passando. Se a massa est atravessando uma superfcie fria ela usualmente denominada uma massa de ar quente, e se acrescenta a letra w (de warm) ao nome. Por exemplo: mPw . Se, pelo contrrio, a superfcie mais quente tem-se uma massa de ar fria e o sufixo a acrescentar k (de cold).

Massas de ar quentes so geralmente de origem tropical, mas podem ser ar marinho quente se movendo sobre a terra mais fria, ou ar continental quente se movendo sobre oceano mais frio. Note-se que uma superfcie mais fria torna a atmosfera mais estvel, oque faz com que as nuvens que porventura existam tenham pouca profundidade e a precipitao seja leve. Tambm ser mais comum a neblina devido ao resfriamento radiactivo da superfcie.

Massas de ar frias so massas de ar polar que se movem para latitudes menores ou ar marinho frio se movendo sobre a Terra mais quente, ou ainda ar continental relativamente frio se movendo sobre superfcies mais quentes. Devido maior instabilidade resulta conveco e turbulncia, formao de nuvens cumuliformes e, se houver precipitao esta ser forte.



Existem certas caractersticas de uma massa de ar que podem servir para identific-las e as duas mais importantes so a temperatura potencial ( ) e o

ponto de orvalho ( dT ).

7. Frentes

Quando se passa da regio quente para o outro lado da frente, na regio fria, h uma variao brusca das propriedades da atmosfera, como j foi visto. As variaes mais marcantes so da temperatura, da humidade e da variao dos ventos. Isso leva ao conceito de descontinuidade. O termo frente sinnimo de linha de descontinuidade. Na verdade, a separao entre as massas de ar uma superfcie frontal e a frente na superfcie a interseco dessa superfcie frontal com a superfcie da Terra. Para ser mais especfico, a superfcie frontal uma zona frontal, com uma espessura varivel, que dificilmente pode ser avaliada numa carta meteorolgica, uma vez que elas so traadas a partir de dados obtidos em estaes muito separadas umas das outras.

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