Circulação Atmosférica e Oceânica

Transcrição

1 Centro Universitário Geraldo Di Biase Campus de Nova Iguaçu Curso de Engenharia Ambiental 9 período Circulação Atmosférica e Oceânica Profª. Barbara Franz e Prof. Pedro Henrique F. Coura

2 GLACIAÇÃO/ CICLO DE MILANKOVITCH Fonte da imagem:

3 Matemático MILUTIN MILANKOVITCH -Desenvolveu a teoria dos ciclos glaciais no começo do século XX. Glaciação é explicada por 3 fatores: 1 -OBLIQUIDADE - (inclinação do eixo de rotação da Terra) -varia de 21,8 a 24,4 graus, a cada 40 mil anos. Na máxima inclinação, a insolação e as temperaturas caem. Fonte da imagem:

4 2 -EXCENTRICIDADE Irregularidade da órbita terrestre em torno do Sol. Em um período de 100 mil anos a órbita do planeta passa de um círculo quase perfeito para uma forma ligeiramente oval. Quando aexcentricidade aumenta, ocorre o mesmo com o periélio distância mínima entre a Terra e o Sol, causando menor insolação e temperaturas mais baixas. Fonte da imagem:

5 3 PRECESSÃO(maneira pela qual a Terra oscila em seu eixo, como um pião) Em períodos de 21 mil anos, tal fenômeno afeta a inclinação do planeta e traz temperaturas mais frias. Quando os três fatores se reforçam mutuamente, eles mergulham a Terra em uma glaciação. Fonte da imagem:

6 Era Cenozóica Quartenário(1,6 milhões de anos) - Clima flutuando entre frio e ameno. Avanços e recuos glaciais. Extinção de muitos mamíferos e aves de grande porte. Primeiros humanos modernos do gênero Homo. Neógeno(23 milhões de anos) - Formações de montanhas. Inicíode glaciação nos Hemisférios Norte e Sul. Mamíferos pastadoresem abundância. Primeiros hominídeos eretos. Grandes carnívoros. Aves e mamíferos marinhos diversificam-se. Paleógeno(65 milhões de anos) -Clima ameno a frio. Mares continentais largos e rasos. Elevação dos Alpes e Himalaia. A América do Sul separa-se da Antártida. Clima ameno a muito quente no final do período. Primeiros mamíferos insetívoros e primatas. Radiação extensiva de mamíferos e aves. Aves carnívoras gigantes, incapazes de voar, eram predadores comuns. Escala do tempo geológico Fonte:

7 Ventos Globais Quando se toma a média dos ventos sobre o globo por um período longo, os ventos locais desaparecem e o que vemos é a configuração dos ventos em escala global, o que é comumente chamado de circulação geral da atmosfera.

8 Circulação Geral da Atmosfera A causa da circulação geral é o aquecimento desigual da superfície terrestre. Aprendemos na aula anterior que a radiação solar que chega a terra é aproximadamente igual a energia que sai. Entretanto, sabemos que este balanço de energia não é mantido para todas as latitudes, já que os trópicos experimentam um ganho líquido de energia em regiões, enquanto as regiões polares sofrem com uma perda líquida de energia. Para equilibrar estas desigualdades, a atmosfera transporta ar quente na direção dos pólos e ar frio na direção do equador.

9 Circulação Geral da Atmosfera (continuação) Embora aparentemente simples, o fluxo real do ar é bastante complexo. Certamente nem tudo é conhecido sobre este processo. Para buscar uma melhor compreensão, iremos analisar alguns modelos que visam eliminar algumas complexidades da circulação atmosférica. Modelo Unicelular Modelo Trcelular

10 Circulação Geral da Atmosfera (continuação) Modelo Unicelular Esse modelo assume que a terra é uniformemente coberta por água, de tal modo que o aquecimento diferencialentreaáguaeaterranãoexistem. Além disso, esse modelo considera que o sol sempre estará diretamente posicionado para o equador, de tal modo que os ventos não vão se deslocar sazonalmente. Outra consideração importante deste modelo é a não consideração do movimento de rotação da Terra, sendo que a única força que ele trabalha é o Gradiente de Pressão.

11 Circulação Geral da Atmosfera (continuação - Modelo Unicelular) Esse modelo percebe a Terra como uma grande célula termicamente dirigida em cada hemisfério.

12 Circulação Geral da Atmosfera (continuação - Modelo Unicelular) Célula de Hadley Esta célula é baseada na energia quechegadosol. O grande aquecimento da área do equador produz uma vasta região de baixas pressões, enquanto que o resfriamento dos pólos produz regiões de altas pressões. Em resposta ao gradiente horizontal de pressão, o ar frio polar na superfície flui na direção do equador enquanto nos níveis mais altosoarfluinadireçãodospolos.

13 Circulação Geral da Atmosfera (continuação - Modelo Unicelular) Célula de Hadley Desta maneira, parte do excesso de energia dos trópicos é transportada como calor sensível e calor latente para as regiões polares com déficit de energia.

14 Circulação Geral da Atmosfera (continuação - Modelo Unicelular) Tal circulação com uma única célula não existe na terra. Pelo fato da Terra girar, a força aparente de Coriolis irá desviar o fluxo de ar que se dirige para o sul no Hemisfério Norte para a direita, produzindo ventos de leste na superfície em praticamente todas as latitudes. As observações mostram que uma circulação fechada entre o equador e os pólos não é um modelo apropriado para uma terra que gira. Por isso buscou-se analisar outros modelos. Obs: Força de Coriolis = Força de inércia acarretada pelo movimento de rotação.

15 O sentido da circulação superficial dos oceanos ( e na atmosfera) é o mesmo que a circulação da água numa pia? Em um episódio dos Simpsons, Bart e Lisa, debruçados sobre a pia do banheiro acompanham a corrida entre um tubo de pasta de dente e um vidro de xampu, apostando qual dos dois vai afundar primeiro no redemoinho que se formou ao retirarem a tampa do ralo. Lisa ganha a corrida, mas Bart diz que poderia ter ganho se a água tivesse girado no outro sentido. Lisa então explica a Bart que "a água nunca gira no outro sentido. É o chamado Efeito de Coriolis.

16 Bart, sem querer aceitar o fato da água obedecer ao que ele acredita serem as "leis da Lisa", passa a fazer ligações internacionais para diversos países do hemisfério sul perguntando as pessoas de lá em que sentido a água está girando em seus banheiros.* Embora seja verdade que por causa do efeito de Coriolis as marés e os ciclones giram no sentido horário no Hemisfério Sul (HS) e no sentido anti-horário no Hemisfério Norte (HN), o mesmo não vale para os redemoinhos de água das pias das nossas casas.* *Fonte:

17 Imagine um navio se deslocando do pólo norte na direção ao equador. Se a Terra não girasse, esse navio poderia seguir uma trajetória retilínea. A Terra gira de oeste para leste, dando uma volta em torno de si mesma em um dia. Para um observador que estaria fora da Terra (em órbita, por volta de 1000 km da Terra por exemplo), ele perceberia que a trajetória desse navio, nesse exemplo, sofre um desvio curvilíneo para a direita. A rotação da Terra deflete o movimento do ar e da água para direita no HN e para esquerda no HS. Essa deflexão é chamada Efeito de Coriolis. Este Efeito é nulo no Equador.

18 Circulação Geral da Atmosfera (continuação) Modelo Tricelular Regiões tropicais há um excesso de calor e os pólos um déficit. Em cada hemisfério existem três células que redistribuem energia ao invés de uma mostrada no exemplo anterior. Sobre as águas equatoriais o ar quente sobe, geralmente se condensa em nuvens cumbulus e tempestades chamadas torres convectivas quentes por causa da enorme quantidade de calor latente que elas liberam (que fornece energia para a célula de Hadley).

19 Circulação Geral da Atmosfera (ModeloTircelular) O ar ascendente atinge a tropopausa, que atua como uma barreira, fazendo com que o ar se mova lateralmente na direção dos pólos. Oarsemovendoparaospólosapartirdostrópicosvai se resfriando continuamente e, ao mesmo tempo, começa a convergir, especialmente quando se aproxima de latitudes médias. Esta convergência do ar nos níveis altos aumenta a massa de ar sobre a superfície o que resulta no aumento da pressão do ar produzindo os cinturões chamados de altas subtropicais(ou anticiclones).

20 Explicação através da projeção no quadro branco na sala de aula.

21 Circulação Geral da Atmosfera (Continuação Modelo Tricelular) - Existem duas granes áreas de altas pressões e duas grandes áreas de baixas pressões. - Os Ventos Alísios (direcionamento dado pela força de Coríolis) são ventos que ocorrem durante todo o ano nas regiões tropicais. São o resultado da ascensão de massas de ar que convergem de zonas de alta pressão (anticiclônicas), nos trópicos, para zonas de baixa pressão (ciclônicas) no Equador, formando um ciclo. São ventos úmidos, provocando chuvas nos locais onde convergem. Por essa razão, a zona equatorial é a região das calmarias equatoriais chuvosas.

22 Circulação Geral da Atmosfera (Continuação Modelo Tricelular) - Repare que a força de Coríolis desvia o ar no hemisfério para a esquerda e no hemisfério sul para a direita. - Perto do Equador, os alísios de nordeste convergem com os alísios de sudeste ao longo de uma faixa denominada de Zona de Convergência Intertropical (ZCIT).

23 O Mundo Real Alta das Bermudas dos Açores Alta do Pacífico - Quatro sistemas de pressão semipermanente no hemisfério Norte(Janeiro) - No hemisfério sul, onde existe relativamente menos área de terra, existem menos contrastes

24 O Mundo Real Baixa da Islândia Baixa das Aleutas - No hemisfério sul, a baixa subpolar forma uma região contínua de baixas pressões.

25 ZONA DE CONVERGÊNCIA DO ATLÂNTICO SUL (ZCAS) O que vocês entendem quando lêem? No próximo fim de semana, a passagem de uma zona de convergência do Atlântico Sul deve formar uma faixa de nebulosidade que vai de São Paulo ao sul da região amazônica, passando pelo sul de Minas Gerais, Triângulo Mineiro, sul de Goiás e Mato Grosso. Fonte: L ,00.html março 2009 OBS: Convergência encontro de massas de ar

26 A ZCAS -convencionalmente definida como uma persistente faixa de nebulosidade orientada no sentido noroeste-sudeste, que se estende do sul da Amazônia ao Atlântico Sul-Central por alguns milhares de km, bem caracterizada nos meses de verão. 1 ZCAS -banda de nebulosidade quase estacionária, com períodos que variam de 4 a 20 dias, orientada na direção NW/SE, estendendo-se desde a Amazônia até o oceano Atlântico Sul, associada a uma zona de convergência de umidade que se prolonga até a média troposfera. 2 Imagem do satélite GOES -8 do dia 06/01/1999 às 03Z no canal infravermelho

27 ZONA DE CONVERGÊNCIA INTERTROPICAL (ZCI) A Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) - parte integrante da circulação geral da atmosfera. Dentro desta circulação geral da atmosfera, existem três cinturões de ventos que são observados em cada hemisfério do planeta Terra (figura): - Ventos alísios de baixas altitudes -Ventos oestes das médias latitudes -Ventos de lestes polares. Em escala planetária, a ZCIT está localizada no ramo ascendente da célula de Hadley, transferindo calor e umidade dos níveis inferiores da atmosfera das regiões tropicais para os níveis superiores da troposfera e para médias e altas latitudes. Fonte: