CLIMATOLOGIA I. Prof. TÉRCIO AMBRIZZI, Ph.D. Professor Titular
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1 CLIMATOLOGIA I Prof. TÉRCIO AMBRIZZI, Ph.D. Professor Titular ambrizzi@model.iag.usp.br Departamento de Ciências Atmosféricas Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas Universidade de São Paulo
2 Transferência de calor e massa na atmosfera, o papel dos oceanos e o clima geral da Terra o Transferências de energia o Força de Coriolis, jatos e ondas de Rossby o Circulação geral da atmosfera o Padrões secundários da circulação atmosférica o Padrões regionais de circulação atmosférica o Massas de ar, frentes e ciclones extratopicais o A previsão de tempo o Clima da Terra em geral o Processos climáticos do oceano o As oscilações El Niño La Niña
3 BALANÇO GLOBAL DE ENERGIA na superfície
4 Absorção da luz pela água oceânica
5 Propriedades da água e solo O O Lenta para aquecer, lenta para esfriar (Elevado calor específico J deg-1 kg-1) Solo e rocha ~1000 J deg-1 kg-1 H H H H Menos densa que o líquido quando congelada (gelo flutua) H O H O H O H O Densidade aumenta com a temperatura acima de 4C (águas quentes flutuam) = termoclinas A temperatura da água aumenta e diminui mais lentamente que a temperatura do solo H H H H Contraste na temperatura do oceano/continente produz a brisa marítima e circulações locais em lagos
6 Calor Latente É a energia (J) que é liberada ou absorvida durante a mudança de fase da água. > evaporação, condensação, derretimento, congelamento, sublimação > absorve/libera calor, mas não muda a temperatura > não pode ser sentido (comparado ao calor sensível) > Calor latente de vaporização > unidades são em J kg -1
7 Média anual do fluxo de calor latente
8 Temperature (deg C) CLIMATOLOGIA I evolução diurna da temperatura da superfície do oceano vs. temperatura da superfície do continente (exemplo local do elevado calor específico da água) 55 Surface Temperature Daily Cycle Time
9 Balanço de radiação ondas curtas e ondas longas Calor é transferido das baixas latitudes para as altas latitudes
10 Distribuição global dos desertos
11 Distribuição latitudinal da Precipitação e da Evaporação 2 1 deserts deserts North Latitude South
12 Precipitação anual (mm)
13 Fluxo de calor latente oceânico O excesso de calor nos oceanos tropicais é transportado pelos ventos para as latitudes altas. Uma comparação: Fluxos de calor latente sobre os oceanos ( W/m 2 ) O CO 2 greenhouse forcing é da ordem de 1.5 W/m 2
14 Padrão de circulação oceânica Aumento de salinidade = água mais densa = aprofundamento Água quente = alta evaporação
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16 TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DO MAR ANUAL Jan Jun
17 TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DO MAR Jan Jun
18 Padrões Idealizados de Circulação Geral da Atmosfera Terra: sem rotação sem obliqüidade eclíptica com superfície uniforme, totalmente oceânica PN Célula Meridional Nesta situação temos uma máquina de calor, movida pelo aporte de energia na região equatorial. PS ar ascendente Célula Setentrional
19 Terra: com rotação sem obliqüidade eclíptica com superfície uniforme, totalmente oceânica 5. Contra-alísios 6. Ventos de Oeste A = centro de divergência B = centro de convergência Circulação na Alta Troposfera Crista Anticiclônica Ondas de Rossby A B Alísios de Sudeste 2. Alísio de Nordeste 3. Ventos de Oeste 4. Ventos Polares de Leste AST: Anticiclone semipermanente subtropical AP: Anticiclone semipermanente polar CIT: Convergência Intertropical Circulação na Baixa Troposfera
20 Terra: com rotação com obliqüidade eclíptica (sazonalidade) com superfície uniforme, totalmente oceânica Com a obliqüidade eclípitica percebe-se o deslocamento a N e a S da ZCIT, induzido pela radiação solar, levando consigo a Circulação de Hadley e as ASTs As Ondas de Rossby definem o limite da frente polar, e em altitude são orientadas pela Corrente de Jato Polar (que correm de W para E). Corrente de Jato Subtropical Corrente de Jato Polar Os ventos equatoriais de oeste originam-se dos alísios (neste caso, de NE), que ao passarem pelo equador sofrem a deflexão pelo efeito Coriolis do HS.
21 Circulação Atmosférica IDEALIZADA REAL
22 PORQUE OS VENTOS SOFREM UMA CURVATURA AO SE PROPAGAREM PARA NORTE OU SUL? R: DEVIDO A ROTAÇÃO DA TERRA FORÇA DE CORIOLIS
23 Corrente de Jato Ar subindo Ar descendo Corrente de jato
24
25 C. Polar C. Ferrel C. Hadley
26
27 convergência divergência CLIMATOLOGIA I topo da troposfera +P FP -P Eq Pólo vento diminui vento constante vento acelera divergência convergência convergência superfície divergência
28 CIRCULAÇÃO GERAL DA ATMOSFERA Janeiro
29 CIRCULAÇÃO GERAL DA ATMOSFERA Julho
30 CIRCULAÇÃO GERAL DA ATMOSFERA Pressão ao nível do mar e ventos de superfície
31 MOVIMENTO VERTICAL NA MÉDIA TROPOSFERA Valores positivos (negativos) : subsidência (ascensão) Omega 500 hpa
32 Média anual da velocidade vertical - bandas de latitudes azul = ar sobe Amarelo = ar desce
33 Resumo Oceano/Atmosfera Alto calor específico da água significa que os oceanos podem conter enormes quantidades de energia. Energia é transferida das baixas para altas latitudes em ambas as circulações atmosféricas e oceânicas (circulação ocorre principalmente devido ao desbalanceamento da energia) Alguns padrões de circulação (particularmente as termoclinas) são muito sensíveis à temperatura e a salinidade atuando de forma importante nas mudanças climáticas
34 Ondas de Rossby HN Experimento Dishpans (Carl Rossby, meteorologista)
35 Ondas de Rossby
36 Ondas de Rossby Formam-se por diferenças de densidade entre as massas de ar polar e tropical, impulsionadas pela rotação terrestre.
37 Exemplo de Ondas de Rossby
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39 GRADIENTE DE PRESSÃO E FORÇA DE CORIOLIS
40 CIRCULAÇÃO DO VENTO EM TORNO DE ALTAS E BAIXAS PRESSÕES
41 Circulação de ventos em altos e baixos níveis Vento superior Vento na superfície
42 CICLONES e ANTICICLONES Nos CICLONES, em superfície, o atrito provoca a convergência do ar para as regiões de baixa pressão e a divergência do ar das regiões de alta pressão
43 Centros de baixa e alta pressão
44 COMO OS JATOS DE ALTOS NÍVEIS INFLUENCIAM A CIRCULAÇÃO DE BAIXOS NÍVEIS
45 Os jatos polares e subtropicais - correntes muito rápidas de vento Diretamente associados à posição das Ondas de Rossby
46 COMO PADRÕES DE ALTOS NÍVEIS AFETAM O TEMPO
47 Próxima aula: Frentes, massas de ar e ciclones Previsão do tempo
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