Meteorologia. Nuno Gomes

Transcrição

1 Meteorologia Nuno Gomes 2004

2 Motivação para a Meteorologia Segurança Possível alteração das condições Previsão de desenvolvimentos verticais Evitar voo em local errado relativamente á direcção do vento Selecção correcta do local e dia de voo Previsão de condições ideais de voo Selecção do local mediante direcção e intensidade do vento Manutenção da motivação para a modalidade

3 COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA Composição da Atmosfera - Percentagem por volume: Nitrogênio 78% Oxigênio 21% Argônio 0,93% Dióxidode Carbono 0,03% Néon 0,0018% Hélio 0,0005% Metano 0,0002% Criptônio 0,0001 %

4 Características da Atmosfera Pessão (mb, mm Hg, Hpa) Temperatura (ºc) Humidade Relativa Densidade (g/m)

5 VARIAÇÃO DE PRESSÃO A pressão desce com a altitude. A variação da pressão com a altitude não é linear. A variação é de aproximadamente de 50 mb por cada 500 m

6 VARIAÇÃO DE TEMPERATURA Na troposfera a temperatura desce com a altitude. A variação da temperatura com a altitude é de aproximadamente 10ºC por cada 1000 m

7 Circulação do Ar na Atmosfera As altas pressões polares As baixas pressões equatoriais As altas pressões subtropicais As baixas pressões das regiões temperadas ou subpolares

8 LOCALIZAÇÃO DAS CORRENTES DE JACTO As correntes de jacto resultam da junção de massas de ar frio vindas dos polos com massas de ar quente vindas do equador. Na zona de junção aparecem então ventos muito fortes a grandes altitudes denominadas de correntes de jacto. Estas correntes estão na origem dos sistemas de altas e baixas pressões.

9 CONVERGÊNCIA E DIVERGÊNCIA A origem principal dos sistemas de altas e baixas pressões consiste nas divergências e convergências das massas de ar em altitude (Correntes de Jacto). Quando ocorre uma convergência a diminuição de velocidade provoca um aumento de pressão. Esse aumento faz com que o ar desça e de origem a um aumento de pressão á superfície. O contrário acontece numa divergência.

10 Centros de Alta e Baixa Pressão Centros de altas pressões anticiclones (A) ou Centros de baixas pressões, depressões ou ciclones (B)

11 Circulação do Ar Devido á Pressão O Ar desloca-se se das Altas para as Baixas pressões. A velocidade com que o ar se desloca é tanto maior quanto maior for a diferença a de pressão

12 É uma força a fictícia cia que actua sobre corpos em movimento e traduz o movimento de rotação da terra. Actua para a direita do movimento no hemisfério norte e para a esquerda no sul A força é nula no equador e máxima m nos polos Força de Coriolis

13 DIRECÇÃO DO VENTO A direcção do vento geostrófico depende do gradiente de pressão e é afectada pelo força de coriolis

14 VELOCIDADE VENTO A velocidade do vento depende do gradiente de pressão. A partir duma carta de superfície pode determinar-se que a velocidade quer a direcção. O procedimento é: 1. Marcar um distancia de 550 km paralela ás isóbaras. 2. Determinar a diferença de pressão correspondente aos 550 km 3. Utilizar a tabela em baixo para determinar o factor de multiplicação 4. Multiplicar a pressão encontrada em 2 pelo factor (V em Km/h).

15 TABELA Dependendo da latitude para a qual se pretende determinar a velocidade do vento, usa-se se o factor multiplicador correspondente. Ex. Se a 550km correspnde uma diferença de pressão de 10 mb e estamos em portugal (41º), usa-se se o factor multiplicador 5,74. Obtem-se um vento de 57 km/h Latitude (º) Factor Multiplicativo 60 4, , , , ,29

16 Resumo das Forças que actuam no Atmosfera Força causa aceleração. Se não houver forças ou todas as forças se cancelarem não haverá aceleração e o ar em movimento permanecerá em movimento e o ar em repouso permanecerá em repouso. Na direção vertical as forças mais importantes são as forças de gravidade/centrífuga, atuando para baixo, e a força gradiente vertical de pressão, atuando para cima. Na direção horizontal as forças mais importantes são as forças de Coriolis,, gradiente horizontal de pressão e atrito. A força de Coriolis - causada pela rotação da Terra - desloca corpos que estão em movimento, para a direita no Hemisfério Norte e para a esquerda no Hemisfério Sul. A força de atrito desacelera os movimentos (ventos) próximos à superfície.

17 Estações do Ano As estações são causadas pela inclinação do eixo de rotação da Terra em relação à perpendicular ao plano definido pela órbita da Terra (plano da eclíptica)

18 Cartas de Superfície (1)

19 Cartas de Superfície (2)

20 Conceitos (1) Lei dos Gases Ideais - A pressão exercida por um gás é proporcional a sua densidade e temperatura absoluta. Assim, um acréscimo na temperatura ou na densidade causa um aumento na pressão, se a outra variável (densidade ou temperatura) permanece constante. Por outro lado, se a pressão permanece constante, um decréscimo na temperatura resulta em aumento na densidade e vice versa. P = KρT P Pressão ρ - Densidade T Temperatura K constante do gás.

21 Conceitos (2) Humidade - é o vapor de água contido no ar. Humidade absoluta (HA) - massa de vapor de água existente num metro cúbico de ar. Ponto de Saturação (PS) - quantidade máxima de vapor de água que o ar pode conter, a uma determinada temperatura. Humidade relativa (HR) - é a relação entre a humidade absoluta e a quantidade máxima de vapor de água que esse volume pode conter (Ponto de saturação) HR= HA x 100 PS Ponto de orvalho -Temperatura para a qual o vapor de água presente na atmosfera satura o ar e começa a condensar-se. se. A temperatura do ponto de orvalho é sempre inferior ou igual à temperatura do ar.

22 Exemplo ponto Saturação A quantidade de vapor de água que o ar pode conter depende da temperatura a que este se encontra. Exemplo: A 20ºC O ar atinge o ponto de saturação ou ponto de orvalho quando a humidade absoluta for 17,3g/m3. A quantidade de vapor de água que o ar pode conter depende da temperatura a que este se encontra. Exemplo: A 20ºC O ar atinge o ponto de saturação ou ponto de orvalho quando a humidade absoluta for 17,3g/m3. Para valores de humidade inferiores a 17,3g/m3 o ar está insaturado. Para valores de humidade superiores a 17,3g/m3 o vapor de água condensa.

23 Classificação das Nuvens Nuvens Altas Nuvens MédiasM Nuvens Baixas Nuvens Vertical Cirrus (Ci) Cirrostratus (Cs) Cirrocumulus (Cc) Altostratus (As) Altocumulus (Ac) Stratus (St) Stratocumulus (Sc) Nimbostratus (Ns) Cumulus (Cu) Cumulonimbus (Cb) a a metros nas metros nas regiões metros nas regiões Podem alcançar ar os regiões tropicais e tropicais e a tropicais e a metros nas latitudes metros nas metros nas médias latitudes médiasm latitudes médiasm

24 Nuvens Frequentes Cirrus Cirrocumulus Cumulonimbos Altocumulus Altostratus Translucidus Cumulus Congestus Stratocumulus Nimbostratus Cumulus Mediocris

25 Nuvens Especiais Lenticularis - são nuvens de levantamento orogrâfico que tem uma aparência de lentes. Elas formam-se quando ar humido passa sobre montanhas. As vezes, este ar forma-se em ondas. Nuvens lenticularis formam-se no lado sotavento das montanhas nas cristas das ondas. Mammatus - Estas nuvens formam-se em ar descendente, em contraste da maioria das nuvens discutidas que formam-se em ar ascendente. Fequentemente, formamse no lado debaixo uma nuven cumulonimbus, e são observadas geralmente depois da passgem de uma trovoada severa. Noctilucentes - formam-se na mesosfera superior, em altitudes acima de 80 km. Estas nuvens são bem observadas nas regiões polares durante crepúsculo. Neste tempo, as nuvens são iluminadas por causa da suas altitudes. Nuvens noctilucentes parecem como nuvens luminosas contra um céu escuro

26 Sistemas Frontais Sistema Frontal - É uma superfície que separa duas massas de ar de características diferentes, principalmente em temperatura e humidade (densidades diferentes). É uma linha formada pela intersecção da superfície frontal com a superfície terrestre ou outra superfície, em qualquer nível. n Também é chamada de uma linha de descontinuidade entre duas massas de ar de características diferentes. Frentes Quentes Frentes Frias Frentes Oclusas Frentes Estacionárias

27 FORMAÇÃO E EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS FRONTAIS

28 Frente Quente As frentes quentes movem-se relativamente com pouca velocidade e, em geral, possuem declives suaves. O deslizamento do ar quente sobre o ar frio produz um sistema de nuvens, o qual, em alguns casos, pode estender-se se até 1500 Km adiante da posição da frente na superfície. As nuvens associadas com a frente quente são, predominantemente, estratiformes e aparecem na seguinte seqüência com a aproximação da frente: cirrus, cirrustratus, altostratus e nimbostratus. 2

29 Frente Fria As frentes frias, geralmente, movem-se mais rápidas r e tem um declive mais acentuado que as frentes quentes, quando o ar quente envolvido numa situação de frente fria é húmido e estável as nuvens são predominantemente estratiformes (nimbostratus, altostratus e cirrustratus) ) com precipitação moderada. Entretanto quando o ar quente é húmido e instável (ou em tendência para ser instável), as nuvens são predominantemente cumuliformes e a precipitação é na forma de chuvas moderadas a forte.

30 Frente Oclusa São frentes complexas aonde uma frente fria se encontra com uma frente quente.

31 Frente Estacionária Em certas ocasiões tanto as frentes frias como as quentes gradualmente perdem suas velocidades e, por um determinado período de tempo, não tem um movimento regular perceptível. Neste momento de movimento retardado, ou de flutuação, elas são chamadas de "frentes estacionárias". O declive, a sequência de nuvens e o tempo associado com as frentes estacionárias podem ser iguais a uma frente quente ou uma frente fria ou somente um cinturão de nuvens cumuliformes, dependendo do recente passado da história da frente, do contraste de temperatura, através da frente em altura, da direção dos ventos na vizinhança da frente e assim por diante.

32 Simbologia das Frentes

33 Adiabática Seca e Saturada Adiabática Seca Variação da temperatura com a altitude duma massa de ar considerando que não existe condensação nem trocas de energia com o exterior. Normalmente considera-se se 10ºC por cada 1000 metros. Adiabática Húmida ou Saturada Variação da temperatura com a altitude duma massa de ar considerando que existe condensação e não existem trocas de energia com o exterior. Normalmente considera-se se 6ºC por cada 1000 metros.

34 Estabilidade e Instabilidade Se o diagrama de estado apresenta um decréscimo de temperatura superior à adiabática seca temos instabilidade, caso contrário temos estabilidade

35 Estabilidade e Instabilidade Na prática é usual fazer uma distinção em 3 estados. Se a razão de descida de temperatura é superior a 10º por cada 1000 m diz-se que temos uma Super Adiabática Se a razão de descida de temperatura está entre a adiabática seca e a adiabática saturada temos instabilidade condicional Se a razão de descida de temperatura está é inferior á adiabática saturada temos estabilidade absoluta

36 Diagrama de Estado Tefigrama

37 Nuvens Locais Nuvens de Convecção Formam-se pela subida de ar quente aquecido localmente. Assumem normalmente a forma dum Cúmulo Nuvens Orográficas Formam-se devida a uma elevação no terreno que faz subir a massa de ar. Assumem normalmente a forma dum Cúmulo