O que é a meteorologia?

Transcrição

1 O que é a meteorologia? É o estudo dos movimentos e fenómenos da atmosfera terrestre nas suas relações com o tempo e o clima, com o fim de efectuar a previsão do tempo, por medições de temperatura, precipitação, pressão atmosférica, velocidade e direcção do vento, etc.; Como é composta a atmosfera? A atmosfera da terra é composta essencialmente por vapor de água em proporções variáveis. O vapor de água normalmente é invisível à vista desarmada, torna-se visível com uma mudança de estado, condensando-se, apresentando um aspecto de neblina ou de uma nuvem composta por minúsculas partículas de água líquida. A maioria das aeronaves voam na troposfera; que nas zonas temperadas pode ir até aos metros de altitude. Quais os principais gases que compõem o ar? O ar é uma mistura de gases que compõem a atmosfera da Terra. Os principais gases que compõem o ar seco, e as respectivas percentagens de contribuição, são Azoto (N2) 78,09%, Oxigénio (O2) 20,946%, Árgon (Ar) 0,93% e Dióxido de carbono (CO2) 0,033%. O vapor de água (H2O) é um dos componentes mais importantes do ar e um dos mais importantes gases em meteorologia. O que é a pressão atmosférica? A Pressão atmosférica é a força por unidade de área, exercida pelo ar contra uma superfície. Se a força exercida pelo ar aumenta num determinado ponto, a pressão também aumentará neste ponto. A pressão atmosférica é medida através de um equipamento conhecido como barómetro. As unidades de medida utilizadas são: polegadas ou milímetros de mercúrio, kilopascal, atmosfera, milibar(mb) e hectopascal (hpa), sendo os dois últimos mais usados entre os cientistas. Como varia a pressão? A atmosfera terrestre é retida ao redor do globo pelas forças de gravidade, em qualquer ponto da atmosfera exerce uma força de pressão que é exactamente o peso da coluna localizada sobre esse ponto que designa-se pressão atmosférica, quanto mais alto nos encontramos, menor será a pressão atmosférica. Primeiros 4 km decresce cerca de 50 mb por cada 500 metros. A variação da pressão com a altitude não é linear. Como varia a temperatura? Na troposfera a temperatura desce com a altitude, cerca de 10º por cada 1000 metros.

2 O que é uma massa de ar? É uma porção de atmosfera onde se considera que a temperatura, a humidade e a distribuição vertical destas duas grandezas são mais ou menos constantes. As massas de ar são volumes imensos da atmosfera em que os gradientes horizontais da temperatura e da humidade são relativamente pequenos. Formam-se sobre superfícies homogéneas extensas, tais como gelo, florestas ou oceanos. Como consequência, tornam-se relativamente frias, secas, húmidas ou quentes, conforme o caso. A partir dessa classificação simples é possível dividir a atmosfera em áreas influenciadas por massas de ar particulares. Estas massas de ar provocam combinações de tempo diferentes e características, como ar frio cortante e seco sobre o interior dos continentes no Inverno ou quente e húmido sobre regiões costeiras no Verão. As superfícies frontais (também conhecidas como frentes), assinaladas nas cartas meteorológicas como linhas de nuvens e de chuva, podem formar-se entre massas de ar com características diferentes. Onde existe a humidade? Em toda a atmosfera existe vapor de água, a quantidade que pode estar contida numa massa de ar, depende da temperatura e da pressão. Quanto maior for a temperatura, mais vapor de água pode conter uma massa de ar. Quando arrefece uma massa de ar húmido, acaba por se saturar em vapor de água. Toda a diminuição suplementar da temperatura ou aumento de humidade se traduz por um fenómeno de condensação; formação de nuvens, orvalhos, nevoeiros, etc. O que é a humidade? É a quantidade de vapor de água existente na atmosfera. O que é a humidade absoluta (HA)? É a massa de vapor de água existente num metro cúbico de ar. O que é o ponto de saturação? É a quantidade máxima de vapor de água que o ar pode conter, a uma determinada temperatura. Por exemplo a 20ºC. o ar pode conter 17,3g/m3. Quer dizer que com esta temperatura se a humidade absoluta aumentar essa massa de ar condensa. O que é a humidade relativa? É a relação entre a humidade absoluta e a quantidade máxima de vapor de água que esse mesmo volume pode conter (ponto de saturação). HR= HA / PS X 100 O que é o ponto de orvalho? É a temperatura para o qual o vapor de água presente na atmosfera satura o ar e começa a condensar-se. A temperatura do ponto de orvalho é sempre inferior ou igual à temperatura do ar. O que é o vento geostrófico (meteorológico)? O vento é o deslocamento de ar sensivelmente horizontal entre locais com pressões atmosféricas diferentes, que resultam das diferenças de temperatura na atmosfera. O deslocamento do ar pode ser provocado por uma simples brisa térmica, que surgem devido ao efeito de aquecimento do ar ao contactar uma superfície mais batida pelo sol. O vento meteorológico desloca-se das altas pressões para as baixas

3 pressões.. Esta diferença de pressão são os principais causas dos desequilíbrios das temperaturas entre o equador e os pólos. A força que activa as moléculas de ar que resulta dessas diferenças de pressão designa-se por força de pressão, a qual é canalizada das altas para as baixas pressões, sendo perpendicular às linhas de igual pressão, chamadas isóbaras. Se a terra não efectuasse o seu movimento de rotação, o vento deslocava-se directamente dos anticiclones (altas pressões) para as depressões (baixas pressões). Coriolis conclui que a rotação da terra está na origem duma força de inércia que desvia todos os corpos em movimento para a direita no hemisfério norte e para a esquerda no hemisfério sul. O que é o gradiente de pressão e como funciona? Uma vez que o vento gira em redor dos anticiclones no sentido dos ponteiros do relógio (efeito de coriolis) hemisfério norte. Nas depressões o vento gira no sentido inverso dos ponteiros do relógio (leis Buys-Bailot) hemisfério norte. Quando as linhas de igual pressão (isóbaras) estão mais juntas, maior será a intensidade do vento, as isóbaras dos anticiclones estão em geral mais afastadas, o que significa vento mais fraco. As linhas das depressões estão normalmente mais juntas que representa vento forte. Como circula o ar nas pressões? O ar desloca-se das altas para as baixas pressões. A velocidade com que o ar se desloca é tanto maior quanto maior for a diferença de pressão. Nas altas pressões / anticiclones (hemisfério norte); o ar circula no sentido dos ponteiros do relógio mais ou menos paralelo às isóbaras. Nas baixas pressões / depressões (hemisfério norte); o ar circula no sentido contrário dos relógio mais ou menos paralelo às isóbaras. No hemisfério sul estes movimentos do ar em torno das pressões são contrários. O que são isóbaras? São linhas que unem pontos de igual pressão. Porque razão surge o vento? O vento é o ar em movimento, surge devido ao gradiente de pressão. Quais os factores que afectam a direcção e a velocidade do vento? A direcção do vento é afectada pela força de coriolis e pela força de inércia neste caso a um nível mais baixo. A velocidade de vento depende do gradiente de pressão, quanto maior for a diferença de pressão maior será o vento. Que outros factores podem afectar a velocidade do vento? A velocidade do vento depende da força de atrito sobre o solo e da densidade do ar. Quanto maior for a diferença de pressão atmosférica, maior será a velocidade do vento. Quanto maior for a força de atrito provocada pelo relevo, edifícios, vegetação, etc, menor será a velocidade do vento. O ar é mais denso à superfície do que em altitude. Assim, a velocidade do vento é superior nas zonas de maior altitude. O que é a força de inércia? É outra força que interfere na direcção e velocidade do vento, aparece sistematicamente ao nível do solo ou dos obstáculos. Resumindo; é uma força que se opõe ao movimento do vento, causando atrito durante o seu deslocamento.

4 Em conclusão; a intensidade e direcção do vento dependem essencialmente da acção simultânea de três principais forças: pressões, Coriolis e inércia. O que é a força de coriolis? É uma força fictícia que actua para a direita (no sentido pólo/equador) no hemisfério norte e para a esquerda no hemisfério sul. Esta força é nula no equador e máxima nos pólos. O que é um ciclone, depressão ou uma baixa pressão? Área com pressão inferior àquela apresentada em áreas circunvizinhas, considerando-se um mesmo nível. Resulta em convergência de ventos, os quais se movem no sentido anti-horário no Hemisfério Norte e no sentido horário no Hemisfério Sul. Caracteriza-se numa carta sinóptica como um sistema de isóbaras fechadas, envolvendo uma pressão central baixa. É normalmente chamado de centro de baixa pressão. É, também, sinónimo de depressão. Pode ser tropical ou extra-tropical, dependendo de onde ocorre. Precipitação e ventos mais intensos estão associados a esta feição. É o oposto de uma área de alta pressão, ou anticiclone. O que é um anticiclone ou uma alta pressão? Área com pressão superior àquela apresentada em áreas circunvizinhas, considerando-se um mesmo nível. Resulta em divergência de ventos, os quais se movem no sentido horário no Hemisfério Norte e no sentido anti-horário no Hemisfério Sul. Caracteriza-se numa carta sinóptica como um sistema de isóbaras fechadas, envolvendo uma pressão central alta. É normalmente chamado de centro de alta pressão. Como surgem as baixas e as altas pressões? Uma das teorias aponta que surgem devido à acção das correntes de jacto que são ventos muito fortes que circulam a cerca de metros de altitude, quando estes fazem uma convergência em altitude, obriga o ar a descer e cria uma alta pressão, quando surge uma divergência em altitude o ar sobe e resulta a baixa pressão. Como se formam as correntes de jacto? Resultam da junção de massas de ar frias vindas dos pólos com massas de ar quente vindas do equador. Estas duas massas de ar ao se juntarem (cerca de metros) formam ventos que circulam a grandes velocidades, designadas por correntes de jacto. As correntes de jacto são ventos fortes concentrados em uma faixa relativamente estreita na troposfera superior em latitudes médias e regiões subtropicais dos Hemisférios Norte e Sul. Fluindo em uma faixa semi-contínua ao redor do globo, de oeste para leste, as correntes de jacto são causadas por variações na temperatura do ar quando o ar polar frio, que se move para o Equador, encontra o ar equatorial quente, que está a mover para os pólos. O que é o ar Antárctico? Massa de ar originária do Continente Antárctico. É fria e seca em todas as estações do ano. O que é o ar Equatorial? Massa de ar húmida e instável de circulação equatorial.

5 O que é o ar Polar? Massa de ar originária das altas latitudes, mais frias, que se move em direcção ao equador. As massas de ar originárias do Árctico e da Antárctica recebem os nomes das próprias regiões. O que é o ar Tropical? Massa de ar originária das baixas latitudes, normalmente nas zonas subtropicais nas latitudes de 30º a 35º. Como se formam as nuvens de desenvolvimento vertical? - Confluência de duas massas de ar. - Por convecção. - Dias de muito aquecimento. - Depressão de origem térmica (típica no centro da Península Ibérica). Como se designam as nuvens quanto à sua formação? - Nuvens convectivas. - Nuvens orográficas. - Nuvens meteorológicas. Quais as principais características dos CIRROS (Ci)? São nuvens afastadas, como penhascos, ou finas cabeleiras brilhantes, sem sombra própria, as formas que adquirem revelam normalmente a presença e a direcção de um vento forte em altitude. Quais as principais características dos CIRROCÚMULOS (Cc)? Banco ou capa delgada de pequenas nuvens muito brancas e muito brilhantes, sem sombra própria, são compostos por elementos muito pequenos em forma de grãos (bolas) dispostas mais ou menos regularmente. (Vulgarmente chamados carneirinhos). Quais as principais características dos CIRROSTRATOS (Cs)? Apresenta-se tipo um lençol estendido, transparente, de aspecto fibroso cobrindo parcialmente ou totalmente o céu. Vem depois dos Cirros e geralmente provoca o fenómeno do halo (do sol e da lua). Quais as principais características dos ALTOCÚMULOS (Ac)? Banco ou capa nebulosa branca ou cinzenta, têm a mesma estrutura que os cirrocúmulos, mas com elementos maiores. Por vezes espessos, através dos quais se vê por vezes o sol. Quais as principais características dos ALTOSTRATOS (As)? Está representado por um lençol mais espesso, mais baixo do que o Cirrostratos, é frequente que preceda a uma perturbação. Tem um aspecto estriado, fibroso e uniforme, cobre parcial ou na totalidade o céu. A sua cor é cinzenta ou azulada. O sol pode ser visto através das partes mais finas, como através de

6 um cristal velado mas sem fenómeno de halo, os objectos não reflectem sombra. Os Altostratos podem aumentar a sua espessura até ficarem bastante cinzentos e provocar gotas de água ou neve. Desta forma a sua base fica brumosa. Quais as principais características dos ESTRATOCÚMULOS (Sc)? Bancos ou capas grisalhas, podem juntar-se e expandirem-se por todo o céu, a sua formação pode resultar de cúmulos estabilizados ao atingir o nível médio de uma massa de ar quente. A sua espessura é cerca de 500 m. Quais as principais características dos ESTRATOS (St)? Os estratos parecem uma névoa que não chega a tocar o solo. Pode tratar-se de uma neblina que se eleva devido ao aquecimento diurno. Surgem igualmente em ar quente e húmido no sector quente de uma perturbação, até à chegada de uma frente fria ou nebulosa. Quais as principais características dos NIMBOSTRATOS (Ns)? Camada nebulosa espessa e cinzenta negra, normalmente muito sombreada, que invade todo o céu, o seu aspecto mantém-se vaporoso e é a principal causa de precipitações contínuas. Por vezes pequenas nuvens negras, assinalam a turbulência da massa de ar completamente saturada circulando por baixo (cúmulos em evaporação). Quais as principais características dos CÚMULOS (Cu)? São nuvens separadas, densas com contornos limpos, que se desenvolvem verticalmente como moticúlos, montes de algodão, a sua parte superior assemelha-se a uma couve-flor. As paredes do lado do sol emanam um branco resplandecente, a base é relativamente escura e horizontal. Por vezes os cúmulos estão rotos ou desagregados (são conhecidos por esfarrapados). Quais as principais características dos CUMULONIMBOS (Cb)? Nuvem densa, potente, de extensão vertical significativa, tem uma forma de montanha, ou bigorna, sendo uma parte da sua região superior lisa. Por baixo da sua base, em geral muito escura, existem normalmente nuvens baixas, dispersadas ou juntas. Os cumulonimbos são o final da evolução dos cúmulos congestus. Provocam normalmente violentas precipitações de chuva, neve ou granizo. São anunciadas por ventos violentos, minutos antes da chegada da nuvem. No seu interior abundam fenómenos tormentosos. Existem também correntes ascendentes de várias dezenas de metros por segundo, provocando turbulências elevadas. É sem dúvida a nuvem mais perigosa e temida em aviação. A sua turbulência chega a sentir-se num raio de 20 Km ou mais. O que são nuvens lenticulares? Têm aparência de lentes, formam-se quando o ar húmido passa sobre as montanhas. Formam-se no sotavento das montanhas. O que são nuvens Mammatus? Formam-se em ar descendente. Frequentemente formam-se do lado de baixo dos cumulonimbos, as mesmas são observadas depois de uma trovoada.

7 Onde se formam as nuvens Noctilucentes? Forma-se na mesosfera superior, acima dos 80 km. O que é um sistema frontal? É uma superfície que separa duas massas de ar de características diferentes, principalmente em temperatura e humidade. Também é conhecido por uma linha de descontinuidade entre duas massas de ar com características diferentes. Quais são os sistemas frontais? - Frentes quentes. - Frentes frias. - Frentes oclusas. - Frentes estacionárias. Quais as principais características de uma frente quente? Movem-se devagar, com declives suaves. O deslizamento do ar quente sobre o ar frio produz um sistema de nuvens. Estas nuvens podem estender-se a 1500 km à frente da posição da frente da superfície. As nuvens associadas são predominantes estratiformes e aparecem na seguinte sequência: cirros, cirrostratus, altostratos e nimbostratos. Quais as principais características de uma frente fria? Movem-se mais rápidas e têm um declive mais acentuado que as frentes quentes. Quando o ar quente envolvido numa situação de frente fria é húmido e estável, as nuvens predominantes são estratiformes (nimbostratos, altostratos, cirrostratos com precipitação moderada. Quando o ar quente é húmido e instável as nuvens são cumuliformes, a precipitação é de moderada a forte. O que é uma frente oclusa? Surge quando uma frente fria se encontra com uma frente quente. regra geral a chuva não é forte, tem muito tipo de nuvens e demora mais tempo a passar. Quais são as características da adiabática seca? A temperatura varia com a altitude duma massa de ar considerando que não existe condensação nem trocas de energia com o exterior. A temperatura decresce cerca de 10º por cada 1000 metros. Quais são as características da adiabática húmida ou saturada? A temperatura varia com a altitude duma massa de ar considerando que não existe condensação. A temperatura diminui 6º por cada 1000 metros.

8 Porque razão a temperatura na adiabática saturada decresce menos do que na adiabática seca? Uma determinada massa de ar ao atingir a temperatura do ponto de orvalho, condensa e regra geral forma-se a nuvem. Em virtude de haver trocas de energia que resultam no aquecimento do ar exterior, é a razão principal pela qual essa mesma massa de ar passa a decrescer apenas 6º por cada 1000 metros. Conclusão: uma determinada massa de ar ao subir, até atingir o tecto de um determinado dia arrefece 10º por cada 1000 metros, após ter atingido a temperatura do ponto de orvalho (tecto) começa a decrescer 6º por cada 1000 metros. Quais os três estados de estabilidade ou instabilidade? - Super adiabática: a razão de descida da temperatura é superior a 10º por cada 1000 metros. - Instabilidade condicional: a razão de descida da temperatura está entre a adiabática seca e adiabática saturada (entre 10 e 6 graus). - Estabilidade absoluta: a razão de descida da temperatura é inferior à adiabática saturada (inferior a 6 graus). Como se formam as nuvens de convecção? 1. O solo é aquecido pelos raios solares do qual o ar fica muito instável. 2. Forma-se uma bolsa de ar quente que dilata. 3. A bolsa de ar quente desprende-se do solo, o ar frio envolvente invade esse local e momentos depois forma-se novo foco térmico. 4. A coluna térmica ao atingir o nível de condensação, surge a nuvem. O que é a aerologia? É uma ciência que estuda os movimentos das massas de ar aos níveis mais baixos, sofrem influência do efeito do solo. Essas influências podem alterar as condições climatéricas localmente dando origem aos denominados microclimas. Entre outras podem-se alterar: a velocidade e direcção do vento, a temperatura, a humidade, aparecimento de nuvens. Identifique quatro tipos de brisa e caracterize-as. - Brisa do mar: de dia, sopra do mar para a terra. - Brisa da terra: de noite, sopra da terra para o mar. - Brisa de vale: de dia, com o aquecimento do sol, geram-se correntes ascendentes nas encostas. - Brisa de montanha: de noite, o ar arrefece e desce a montanha para o vale. Qual a razão principal que dá origem à brisa do mar? Durante o dia a terra aquece mais do que o mar, em virtude do ar se deslocar das zonas mais frias para as mais quentes, é a razão principal porque surge a brisa do mar. Conclusão: as diferentes brisas surgem por esta última razão; do ar se deslocar das zonas mais frias para as mais quentes. O que é uma inversão e como surgem? Dizemos que existe uma inversão, quando a temperatura em altitude é superior do que aquela das camadas inferiores. A razão porque surge este fenómeno resulta de um aquecimento elevado durante vários dias seguidos, podendo aquecer a atmosfera até vários quilómetros de altitude. O arrefecimento

9 nocturno faz com que o ar frio desça e se acumule junto ao solo. Desta forma ficamos com uma temperatura superior em altitude em relação ao solo. O que é uma confluência e como surgem? A confluência resulta do encontro de duas massas de ar que convergem normalmente no cimo de uma montanha que sobem ambas em lados opostos da montanha. Exemplo: de um lado da montanha podemos ter vento meteorológico, no outro lado acção térmica ou mesmo a brisa do mar. O que é o efeito de FOEHN? Na presença de uma montanha o ar é obrigado a subir. Em determinadas situações pode ocorrer condensação. Da condensação resulta um aumento de temperatura e uma perda de humidade. O ar que desce o outro lado da montanha torna-se mais seco e quente. O que é uma onda de vento e como se formam? Em dias em que o vento é forte, o mesmo ao colidir com uma montanha é projectado para cima em forma de onda. Nas cristas dessas ondas podem-se formar-se nuvens lenticulares. Identifique os principais tipos de turbulência e caracteriza-as. - Mecânica: provocada por obstáculos. - Térmica: provocada por movimentos devido ao aquecimento. O que são rotores e como surgem? O vento ao encontrar um obstáculo, enrola, o deslocamento dos seus fluidos deixa de ser contínuo. Normalmente são causados pela turbulência mecânica. Indique para que serve um altímetro? Instrumento utilizado para determinar a altitude de um objecto, em relação a um nível de referência, normalmente definido a partir do valor de pressão ao nível do mar. Defina qual é a função do barógrafo e do barómetro. Barógrafo: instrumento utilizado para registar continuamente valores de pressão atmosférica, observados por um barómetro. Barómetro: instrumento utilizado para medir a pressão atmosférica. Dois exemplos são o Barómetro Aneróide e o Barómetro de Mercúrio.