Disciplina: Física da Terra e do Universo para Licenciatura em Geociências. Tópico 5 - Vento

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Maria do Mar Oliveira Felgueiras
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1 Disciplina: Física da Terra e do Universo para Licenciatura em Geociências Tópico 5 - Vento 2010

2 VENTO O vento consiste na circulação, no movimento da atmosfera. Em meteorologia, costuma-se dividir o vento em suas duas componentes: Horizontal Vertical A intensidade da componente horizontal do vento geralmente é muito maior que a vertical. A componente horizontal é representada por: Intensidade (ou velocidade do vento) e Direção/Sentido A componente vertical normalmente está associada à estabilidade da atmosfera (ar quente sobe, ar frio desce)

3 VENTO Atividade: Desenhar a rosa dos ventos com 16 direções (colocar as siglas dos pontos cardeais, colaterais e subcolaterais).

4 Direção do vento O sentido do vento é indicado pela direção de onde o vento é proveniente, ou seja, de onde ele vem. O sentido é expresso tanto em termos da direção de onde ele provém como em termos do azimute, isto é, do ângulo que o vetor da direção forma com o Norte geográfico local. Assim, um vento de SE terá um ângulo de 135º. 0 o 292,5 o o 45 o -cardeais, ,5 o 22,5 o Pontos: colaterais e sub-colaterais 67,5 o 270 o 90 o 247,5 o 112,5 o 225 o 202,5 o 157,5 o 135 o QUADRANTES E OCTANTES 180 o

5 Intensidade Atividade: Conversão de unidades

6 Preencher a tabela abaixo: nós m.s -1 km.h -1 mph 0, ,514 1,852 1,1507 1, ,6 2,

7 Velocidade do vento nós m.s -1 km.h -1 mph 0,5399 0,3 1 0,6 1 0,514 1,852 1,151 1,9438 1,0 3,6 2,2 2 1,0 3,7 2,3 3 1,5 5,6 3,5 4 2,1 7,4 4,6 5 2,6 9,3 5,8 10 5,1 18,5 11,5 15 7,7 27,8 17, ,3 37,0 23, ,9 46,3 28, ,4 55,6 34, ,6 74,1 46, ,7 92,6 57, ,0 129,6 80, ,4 185,2 115, ,1 277,8 172, ,8 370,4 230, ,4 509,3 316,4

8 INTENSIDADE Escala de Vento de Beaufort Essa escala ajuda a interpretar os dados de velocidade máxima do vento (rajadas) medidos nas estações meteorológicas convencionais (a 10 m de altura) Grau Descrição Calmaria Vento Calmo Brisa Amena Brisa Leve Brisa Moderada Brisa Forte Vento Forte Vento Muito Forte Vento Fortíssimo Temporal Temporal Forte Temporal Muito Forte Tornado, Furacão Velocidade (km/h) > 118

9 Grau Designação nós km/h m/s Aspecto do mar 0 Calmaria <1 <2 <1 Espelhado 1 Bafagem 1 a 3 2 a 6 1 a 2 Pequenas rugas na superfície do mar 2 Aragem 4 a 6 7 a 11 2 a 3 Ligeira ondulação sem rebentação 3 Fraco 7 a a 19 4 a 5 Ondulação até 60 cm, com alguns carneiros 4 Moderado 11 a a 30 6 a 8 Ondulação até 1.5 m, carneiros frequentes 5 Fresco 17 a a 39 9 a 11 Ondulação até 2.5 m, muitos carneiros 6 Muito Fresco 22 a a a 14 Ondas grandes até 3.5 m; borrifos 7 Forte 28 a a a 17 Mar revolto até 4.5 m com espuma e borrifos 8 Muito Forte 34 a a a 21 Mar revolto até 7.5 m com rebentação e faixa 9 Duro 41 a a a 24 Mar revolto até 9 m; borrifos afectam visibilid 10 Muito Duro 48 a a a 28 Mar revolto até 12 m; superfície do mar bran 11 Tempestade 56 a a a 32 Mar revolto até 14 m; pequenos navios sobe 12 Furacão >64 >119 >33 Mar todo de espuma; visibilidade nula

10 Grau Designação nós km/h m/s Efeitos em terra 0 Calmaria <1 <2 <1 Fumaça sobe na vertical 1 Bafagem 1 a 3 2 a 6 1 a 2 Fumaça indica direcção do vento 2 Aragem 4 a 6 7 a 11 2 a 3 As folhas das árvores movem; os moinhos come 3 Fraco 7 a a 19 4 a 5 As folhas agitam-se e as bandeiras desfraldam a 4 Moderado 11 a a 30 6 a 8 Poeira e pequenos papéis levantados; movem-s 5 Fresco 17 a a 39 9 a 11 Movimentação de árvores pequenas; superfície 6 Muito Fresco 22 a a a 14 Movem-se os ramos das árvores; dificuldade em 7 Forte 28 a a a 17 Movem-se as árvores grandes; dificuldade em a 8 Muito Forte 34 a a a 21 Quebram-se galhos de árvores; circulação de pe 9 Duro 41 a a a 24 Danos em árvores; impossível andar contra o ve 10 Muito Duro 48 a a a 28 Árvores arrancadas; danos na estrutura de cons 11 Tempestade 56 a a a 32 Estragos abundantes em telhados e árvores 12 Furacão >64 >119 >33 Grandes estragos

11 Definição de vetor Vetor É uma grandeza que possui uma direção, um sentido e um módulo. Sentido Módulo Direção Representação de um vetor V = V Módulo de um vetor V = V = V

12 Vetor z Representação V = V z ( x, y, z ) Componentes de V V V = ( x, y, z ) O y y x x

13 Diagonal de um paralelepípedo D a c d d 2 = a 2 + b 2 b D 2 = d 2 + c 2 D 2 = a 2 + b 2 + c 2

14 Elementos que definem um Vetor V = ( x, y, z ) z Sentido de V Módulo de V (tamanho) V = V {x 2 +y 2 +z 2 } z V Direção de V O Projeção de v no plano xy y y Vetor V: x x Sentido Direção Módulo

15 Versor z O u Versor é um vetor de módulo unitário: u = u = 1 y x

16 Versores das direções dos eixos cartesianos z k i : Versor da direção x j : Versor da direção y k : Versor da direção z i O j y x i 1 j 1 k 1

17 Representação de um Vetor relacionado com um Versor z V z V = ( x, y, z ) V = (xi, yj, zk ) V = xi + yj + zk V = xi + yj + zk k V i O u j y y x x

18 Enunciado: Num sistema cartesiano, desenhe os vetores seguintes: a = 2i b = -3j c = 3i + 2j d = -2i + 3j + 2k α δ z d b O y a c x

19 Observações da estação automática do INMET Mirante de Santana No internet Explorer Dados para os dias 28 de fevereiro a 01 de março de 2010.

21 Vetor vento Decomposição em suas componentes: Zonal Meridional

24 VENTO Atividade: Decompor o vento em suas componentes zonal e meridional

25 HL Vel (m/s) Direção Atividade: Quais as componentes zonais e meridionais dos ventos às 01 e 02HL?

26 Vetor vento Direção Velocidade Vento médio: soma de vetores

27 Soma de vetores a) Módulo do vetor resultante: É dado pelo comprimento da diagonal indicada na figura. Portanto, v 2 2 = v + v v v cos γ, 1 2 onde é o ângulo entre os dois vetores. b) Direção: Aquela da reta que contém a diagonal. c) Sentido: A partir do vértice formado pelos dois vetores.

28 Vetor vento Decomposição em suas componentes: Zonal Meridional

29 Soma vetorial α u S v s = u + v s 2 = u 2 + v u.v.cos α u = u x i + u y j + u z k V = v x i + v y j + v z k s = (u x + v x ) i + (u y + v y ) j + (u z + v z ) k

30 Vento médio Calcule o vento médio entre 1 e 2 HL.

31 O que faz o ar entrar em movimento?

32 Isacc Newton ( ) 1ª. lei: Lei da inércia objeto em repouso continua em repouso, objeto em movimento continua em movimento 2 ª. lei: (força) Força causa aceleração (mudança na velocidade e/ou direção com o tempo) Principais forças no sistema atmosférico: Força do gradiente de pressão Força de Coriolis Fricção

33 Analogia com a água Pressão exercida pela água ~ peso da água acima. P na base de A > P na base de B. Movimento de A para B Quanto maior a diferença de P, maior a força

34 Gradiente Horizontal de Pressão A mudança da pressão ao longo de uma certa distância é denominada de GRADIENTE DE PRESSÃO Dado um campo horizontal de pressão (campo escalar), o vetor gradiente horizontal de pressão é dado por: h p = ( p/ x, p/ y)

35 Aviso Próxima aula: 17 de junho (não haverá aula dia 15 de junho)

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