Meteorologia. Exame 2, 3 de Fevereiro de 2012

Transcrição

1 Meteorologia Exame, 3 de Fevereiro de 01 PARTE 1 1. Um sala importa ar à taxa de 10 m 3 /min, com o fluxo medido no exterior onde se encontra à temperatura de 10 com uma humidade relativa de 80%, sendo o ar aquecido e humidificado para a temperatura de com a humidade relativa de 60%. A pressão é constante e vale hpa. a. Calcule o fluxo de massa. b. Calcule a quantidade de água que deve ser fornecida ao sistema por hora, para realizar a transformação. c. Calcule a potência despendida na transformação.. A camada atmosféric8.5a hpa é inicialmente isotérmica, à temperatura de 15, apresenta humidade relativa constante de 80%. a. Marque o estado da camada no tefigrama. Calcule as razões de mistura e temperaturas potenciais na base e no topo. b. Calcule o estado da camada após um processo de mistura vertical. c. Indique a pressão da base da nuvem resultante e a razão de mistura de água líquida máxima. 3. Numa atmosfera seca, a temperatura vale 10 aos 1000 hpa e 8 aos hpa. a. Calcule o seu gradiente vertical de temperatura. b. Calcule o gradiente vertical de temperatura potencial. c. Trata-se de uma camada estaticamente estável? Justifique. PARTE 4. Aos hpa, a 300 km do centro de uma depressão circular aos 50N, observa-se um vento com intensidade de 0 ms -1, sendo o vento paralelo às isóbaras e estacionário. A temperatura vale 0 e o ar é seco. a. Represente esquematicamente o equilíbrio de forças em presença. b. Estime o gradiente de pressão, em hpa/100km. c. Estime a vorticidade relativa. d. Estime o desnível no centro sistema em relação ao círculo de 300 km, admitindo (só nesta alínea) equilíbrio geostrófico. 5. Numa região aos 40N observa-se um vento de 8m/s de N aos 1000 hpa e um vento de Oeste com 15 m/s aos hpa. a. Estime o gradiente horizontal de temperatura na camada b. Estime a tendência da temperatura média dessa camada em escoamento horizontal, em K/h. c. Explique as aproximações utilizadas nas duas alíneas anteriores. 6. A 50 m da superfície observa-se um vento de Oeste com 1 m/s constante ao longo de um percurso horizontal de 1km. Nesse percurso, a superfície apresenta uma transição de uma zona de relva com um comprimento de rugosidade de 0.5 cm, para uma zona florestada com um comprimento de rugosidade de 30 cm. a. Estime a velocidade de atrito em cada zona. b. Estime a velocidade aos 10 m em cada zona.

2 Tensão de saturação do vapor de água em relação ao gelo ( ) e em relação à água líquida ( ). Cálculo segundo fórmula das Smithsonian Tables

3 Resolução 1. a. Fluxo de massa O caudal volúmico é: Temperatura virtual do ar à entrada: = = = = Logo: = 0.1 b. Por unidade de massa de ar: Δ = = = ( ) ( ) 3.7 á = Δ c. Potência (admite-se que a água líquida é disponibilizada à temperatura final): a. Antes da mistura: = Δ + á = = 15 = , = = = 15, = b. Depois da mistura e serão constantes. Tem-se neste caso: = = , = 4.5 c. Por leitura do tefigrama: (estado inicial linhas laranja, final grená), 9 /, ~0.5

4 Pressão hpa T T(ºC) r(g/kg) 3. a. Gradiente vertical de temperatura = b. Gradiente vertical de temperatura potencial = c. Sim, pois > Vento do gradiente a. Figura b. Da equação do vento do gradiente c. Vorticidade relativa = = 3.6 /100 d. Com equilíbrio geostrófico: = 4 = = = Vento variando na vertical a. Gradiente de temperatura = 0, = 8, = 15, = 0

5 = ( ) , = ( ) b. Tendência devida à advecção: = c. Admitiu-se que o vento horizontal estava em equilíbrio geostrófico e que a atmosfera estava em equilíbrio hidrostático e que o escoamento era adiabático. 6. Perfil logarítmico a. = b. = ln