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Meteorologia e OceanografiaUsurio Navegante

Captulo V

Sistemas Sinticos

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Sistemas Sinticos

Propsito:Processo de formao de frentes, expondo sobre

tipos de frentes; eA circulao do ar e a nebulosidade na

aproximao das frentes;Passagens das massas de ar:Frentes frias;

Frentes quentes;Frentes oclusas;Frentes estacionrias.

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Consideraes Iniciais

Alteraes nas condies de tempo e mar que podemafetar a navegao:

Mudana na direo e intensidade do vento;

Formao de ondas;Variaes na presso e temperatura do ar;

Formao de nuvens;

Ocorrncia de precipitao;

Reduo de visibilidade.

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O escoamento zonal padro caracterstico daslatitudes mdias em ambos os hemisfrios (30 N a 60N e 30 S a 60 S), apresenta ventos de W (Figura 1 a eb).

FIGURA 1 (a e b): ESCOAMENTO ZONALNas latitudes mdias em altos nveis, os ventos de oeste apresentam um

escoamento zonal padro, praticamente de oeste para leste, devido fracacomponente meridional (norte-sul).

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Periodicamente este escoamento horizontal ondulano sentido meridional, desencadeando aformao de cristas e cavados (Figura 2 a e b).

FIGURA 2 (a e b): ESCOAMENTO ZONALNas latitudes mdias, o escoamento zonal, em altos nveis, na media e altatroposfera, quando sofre perturbao meteorolgica suficientemente

moderada para incrementar sua componente meridional, apresenta ventosde oeste que fluem num padro de cristas e cavados de ondas. Os cavados

associados a centros de baixa (B), e as cristas a centros de alta (A).

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A intensificao da componente meridional dessaondulao proporciona o transporte de massa de arfria para regies mais quentes e deslocamento de

massa de ar quente para regies mais frias(Figura 3 a e b).

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FIGURA 3 (A E B): ESCOAMENTO ZONALNas latitudes mdias os ventos de oeste apresentam um fluxo meridional

padro, em altos nveis, quando os ventos de oeste para leste tm umaforte componente meridional. Nesta situao observa-se o vento denoroeste (NW), no HN, (figura a), e ventos de sudoeste (SW), no HS

(figura b), associados ao cavado, trazendo ar frio das latitudes maiorespara as latitudes menores. Na continuidade do escoamento observam-seventos de sudoeste (SW), no HN (figura a), e ventos de noroeste (NW),no HS, (figura b), associados crista, transportando ar quente daslatitudes menores para as latitudes maiores. Este transporte de massas sear frias e quentes que desencadeiam o processo de formao de frentes

frias e quentes respectivamente, em ambos os hemisfrios.

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Tal circulao do escoamento zonal propicia aocorrncia de frentes fria e quente.A continuidade dessa circulao, no estgio de

dissipao, resulta a presena de centros de altas abaixa presso desprendida, Figura 4 (a e b), voltando circulao geral ao escoamento zonal padro, atnova perturbao meteorolgica.

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FIGURA 4 (a e b):ESCOAMENTO ZONALNos altos nveis, os ventos de

oeste de latitudes mdias, algumasvezes apresentam padro de fluxo

meridional extremo no qual acirculao principal oeste-leste

rompida por um avanoacentuado em redemoinho. Aevoluo desses transportes de

massas de ar fria e quente atingeestagio de dissipao das frentes,enquanto que os ventos de oeste

retornam ao seu padro de

escoamento zonal.

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MASSAS DE AR E FRENTESDenomina-se massa de ar, uma grande quantidade de ar,

cobrindo uma extensa regio, que normalmente se

caracteriza por sua temperatura horizontal, alm deoutros parmetros como umidade.A fronteira entre as massas de ar quente e a frias, denomina-

se superfcie frontal, que onde se observam as grandesalteraes do estado do tempo.Essa superfcie frontal se estende da superfcie at os

elevados nveis de altitude.

A linha que a representa na superfcie do solo e do oceanodenomina-se frente.Ento para o observador que normalmente est na superfcie,

frente significa a linha de separao entre duas massas de

ar (Figura 5).

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FIGURA 5: MASSAS DE AR

No encontro de duas massas de ar de caractersticas diferentes(frias e quentes) identifica-se a superfcie que delimita essas

massas. A interceptao dessa superfcie, denominada superfciefrontal com o solo ou o oceano, uma linha conhecida como

frente.

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Numa situao de equilbrio de escoamento zonal, asmassas de ar no apresentam deslocamentos emlatitude, ficando determinada regio sujeita s

caractersticas da temperatura da massa de ar presente,sem sensveis alteraes nas condies do tempo,Figura 6 (a e b).

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FIGURA 6 (a e b): ESCOAMENTO ZONALNas latitudes medias no HN (figura a), e no HS (figura b), oescoamento zonal padro, sem perturbao meteorolgica, apresenta ar

frio nas latitudes maiores e ar quente nas latitudes menores. Estesventos superfcie sopram em direo paralela como uma frente

estacionaria.

Escoamento zonal

Hemisfrio Norte =>

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Quando esse equilbrio rompido, ocorre aformao de frentes fria e quente, Figura 7 (a e b) eFigura 8 (a e b).

FIGURA 7(a e b): ESCOAMENTO ZONAL

Nas latitudes medias no HN (figura a), e no HS (figura b), oescoamento zonal com fraca perturbao meteorolgica, apresenta

ventos de oeste com componente meridional suficiente paradesencadear a formao de cristas (linhas vermelhas) e cavados

(linhas azuis).

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FIGURA 8 (a e b): CIRCULAO DOS CAVADOSNas latitudes medias no HN (figura a), e no HS (figura b), o escoamento

zonal com forte componente meridional no cavado apresenta nacirculao da massa de ar frio ventosde NW no HN, e de ventosde SW noHS, enquanto que a massa de ar quente apresenta ventosde SW no HN e

de ventosNWno HS. Observa-se a formao de um centro de baixapresso no ponto de inflexo da circulao ciclnica do cavado.

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Entretanto, com o deslocamento da massa fria, o arquente da massa quente ser forado a ceder oespao para o ar frio que est chegando (Figura 9).

FIGURA 9: MASSAS DE AR

Separadas pela superfcie frontal (linha vermelha), observa-se massas de arde densidades diferentes. A massa de ar menos densa (ar quente) temmovimento ascendente ao longo da rampa formada pela inclinao da

superfcie frontal, enquanto a massa de ar mais densa (ar frio) permanecejunto superfcie. O deslocamento das massas devido aosgradientes

horizontais de temperatura e de presso.

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Residem nessa sada forada do ar quente, as grandesalteraes do estado do tempo na regio em questo. O ar friose desloca junto superfcie e aos baixos nveis, por ser maisfrio e, portanto mais denso.O ar quente por se menos denso forado a subir em seu

deslocamento, se afastando da regio. Este escoamento do arquente em forma de correntes de ar ascendentes provocaodesenvolvimento de atividades convectivas.Percebe-se, ento, que a intensidade do processo convectivo

vai depender se a subida do ar quente ocorre de formasuave ou acentuada, ou seja, vai depender da inclinao dasuperfcie frontal, uma vez que por esta rampa inclinada

que o ar quente forado a subir (Figura 10), concentrando-seao longo da superfcie frontal a nebulosidade formada (Figura11), e, superfcie, observa-se uma regio frontal associada aum centro de baixa presso, favorecendo a instabilidade da

regio.

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Frente Quente Frente FriaFIGURA 10 (a e b): FRENTES QUENTES E FRIAS

Na frente quente (figura a) a massa de ar quente avana, aopasso que a massa de ar frio recua. Como as massas de ar quentes

so menos densas, alem de avanar, ela ascende ao longo dasuperfcie frontal de suave inclinao.

Na frente fria (figura b) a massa de ar fria avana, ao passo quea massa de ar quente ascende ao longo da superfcie frontal de

acentuada inclinao.

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FIGURA 11 (a e b): INCLINAO DA SUPERFICIEFRONTAL

O navegante pode observar ocorrncias de nebulosidades distintasnas frentes e quentes, devido a diferena de inclinao da superfciefrontal. Na frente fria a acentuada inclinao favorece o movimento

convectivo e nebulosidade numa estreita faixa, ao passo que na frentequente essa inclinao suave com nebulosidade ao longo de uma

extensa faixa.

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Como a frente significa a separao das massas de ar,o navegante observar, aps a passagem da frente, pelasua rea, significativa mudana no regime do vento, almde alterao de temperatura do ar e da pressoatmosfrica.

Esses aspectos indicam ao navegante a passagem da

frente.As frentes frias, normalmente, se originam na faixa

localizada a ~ 50a qual delimita as altas e mdiaslatitudes e se deslocam na direo das baixas latitudes,influenciando o estado do tempo das regies atingidas.

No litoral do Brasil, o navegante observa com maisfreqncia os efeitos de frentes frias na costa Sul,

Sudeste e Leste at a regio de Salvador (~130).

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Frentes Frias

A formao de uma frente fria, normalmente, est

associada formao de uma regio de baixa pressona juno das reas onduladas da frente fria e dafrente quente.Nessa regio de depresso a circulao ciclnica

intensificada.A frente fria, nesse trecho move-se maisrpida que a frente quente. As duas frentes sejuntam nessa regio, no processo denominado

ocluso. No momento em que a ocluso se inicia, acirculao ciclnica est com sua intensidade mxima. medida que a ocluso continua avanando a circulao

ciclnica nessa regio diminui e, conseqentemente, a

rea de baixa presso se enfraquece.

O i f l fi i l d i d

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O movimento frontal fica mais lento, reduzindo aondulao e tornando-se outra vez uma simples frenteestacionria, em equilbrio, como visto na Figura 6,

enquanto o centro de baixa presso desaparece.Uma frente fria apresenta acentuada inclinao dasuperfcie frontal, resultando em intensa atividadeconvectiva, em estreita faixa de nebulosidade ao longo da

frente.

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FIGURA 12: CIRCULAO DO AR NA FRENTE FRIA (HN)O navegante observa que os ventos na superfcie tm direes distintasantes e depois da frente. Na frente fria o ar frio sopra na direo da

frente, enquanto que o ar quente sopra na direo paralela a frente,ao mesmo tempo em que tem movimento ascendente, resultando em

nuvens e precipitaes limitadas a uma estreita faixa adiante da frente, parafacilitar a clareza da figura, a seo vertical apresenta medidas

consideravelmente exageradas.

HN

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FIGURA 13: NEBULOSIDADE NA FRENTE FRIAA frente fria tem como caracterstica acentuada inclinao dasuperfcie frontal, propiciando intenso movimento convectivo

do ar quente e mido que, ao atingir o nvel de condensao e atemperatura do ponto de orvalho, inicia a formao de nuvensde desenvolvimento vertical (Cb), resultando, ao longo de toda

extenso da frente fria, uma estreita faixa repleta deconglomerados de cumulonimbus.

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Na aproximao da frente fria

a. a presso do ar cai;b. a temperatura do ar aumenta;

c. o vento predominante sopra no HS do quadrante

norte, normalmente NW ou N, e no HN de SWou S;

d. a nebulosidade aumenta com surgimento no

horizontal de topo de Cumulonimbus, ou seja,nuvens Cirrus, tipo em garras ou rabo de galo.

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HN HSFIGURA 14 (a e b): CIRCULAO DO AR NAS FRENTES QUENTES

E FRIASOs ventos a superfcies nas frentes frias e quentes e no centro de baixa

apresentam circulao ciclnica e no sentido anti-horrio no HN (figura a) e nosentido horrio no HS (figura b). Ento, o navegante observa que por ocasio dapassagem da frente fria o vento ronda de SW para NW, no HN (figura a), e rondade NW para SW, no HS (figura b), enquanto que na passagem da frente quente ovento ronda de SE para SW no HN (figura a); e ronda de NE para NW, no HS

(figura b).

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Aps a passagem da frente friaa. a presso atmosfrica aumenta;

b. a temperatura do ar cai;c. a direo do vento predominante no HS do

quadrante sul, normalmente SW, e no HN de

NW;d. A visibilidade reduz durantes s pancadas de

chuvas (precipitao) e;

e. observa-se trovoadas.

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Quando o deslocamento da frente fria lenta, as

mudanas no ocorrem to abruptamente, mas simlenta e gradualmente, formando nuvens estratiformes

que ocasionam precipitao contnua e persistente.Da mesma forma quando a massa de ar quente

muito seca, no se observa nebulosidade, estando o

mau tempo relacionado apenas a ventos fortes.

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FRENTE QUENTEA formao de frente quente ocorre quando h

substituio do ar frio pelo ar quente superfcie dosolo ou do oceano;Uma frente quente apresenta suave inclinao da

superfcie frontal, resultando em fraca atividadeconvectiva, em larga faixa de nebulosidade ao longoda frente (Figuras 15 e 16).

Observa-se a seguinte variao dos parmetrosmeteorolgicos.

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FIGURA 15: CIRCULAO DO AR NA FRENTE

QUENTE (HN)Na frente quente o ar quente sopra na direo da frente, ao

mesmo tempo em que ascende suavemente, enquanto que o arfrio recua, resultando em nuvens estratificadas e precipitao

do lago do ar frio.

HN

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FIGURA 16: NEBULOSIDADE NA FRENTE QUENTE

A frente quente tem como caracterstica suave inclinao dasuperfcie frontal, propiciando gradual ascenso do ar quenteem formao de nuvens estratificadas como stratus,

nimbostratus, a altostratus, cirrostratus e cirrus, ao longo da

superfcie frontal, no lado do ar frio, em uma extensa regio.

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Na aproximao da frente quente

a. nebulosidade estratiforme, numa extensa faixa,ocasionando precipitao leve e contnua ou garoa;

b. a presso cai lentamente durante bastante tempo;

c. a temperatura do ar se mantm quase constante;d. o vento fraco, e sopra no HS de NE e no HN de

SE; e

e. a visibilidade boa at o incio da garoa ou chuva.

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Aps a passagem da frente quente:a. a presso atmosfrica diminui;b. o vento predominante sopra no HS de NW e no

HN de SW; ec. a temperatura do ar aumenta.

FRENTE OCLUSA

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FRENTE OCLUSAUma frente oclusa ocorre quando uma frente quente deixa de

ter contato com a superfcie do solo ou do oceano, sendo

forada a elevar-se, por causa do avano da massa de ar fria.A massa de ar mais fria que est chegando passa ento a ter

contato com a massa de ar menos fria (ar fresco) presente naregio, avante da massa quente. Teremos, ento, trs massas de

ar de temperaturas diferentes, sendo uma quente, outra frescaou menos fria e a terceira fria.Uma frente fria em sua trajetria normal pode se deslocar

cerca de duas vezes mais rpido do que uma frente quente eeventualmente alcan-la, se juntar e empurr-la para cima, eformar uma frente oclusa, que pode ser simplesmentechamada de ocluso (Figura 17).

A ocluso pode ser do tipo fria ou ocluso do tipo quente.

i l i l i i ifi f d f

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Circulao ciclnica intensifica-se, fazendo a frente

fria mover-se mais rpido que a frente quente

Ocluso:As duas frentes se juntam

Circulao ciclnica com intensidade mxima

N l d i f i

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Na ocluso do tipo friaO ar avanando com a frente fria mais frio que o ar fresco

avante da frente quente. Neste caso, o ar frio avana por

baixo, junto superfcie e levanta a frente quente, o ar quentee o ar fresco (Figura 18).

A ocluso do tipo fria resultante tem as caractersticas de umafrente fria na superfcie, mas o contraste de temperatura entre

a massa fria e a massa fresca menor do que a diferenaobservada na situao de uma frente fria. O tempo avante daocluso similar quele que ocorreria com o avano da frentequente.

A passagem da ocluso pode ser marcada por condies maischuvosas, tal como aquelas associadas com uma frente fria.Este tipo de ocluso o mais comum, ou seja, mais

freqente ocorrer ocluso do tipo fria.

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A ocluso do tipo quente menos comum.A ocluso do tipo quente ocorre quando o ar fresco

que est avanando com a frente fria no to friocomo o ar frio avante da frente quente.

Nesse caso, o ar fresco e mais rpido da frente fria se

desloca por baixo do ar quente, mas sobe sobre o arfrio presente na regio, avante da frente quente(Figura V-l 9).

O tempo avante de uma ocluso do tipo quente similar quele de uma frente quente, com a superfciefrontal se comportando como na situao de umafrente quente.

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FIGURA 17: FRENTES OCLUSASAs frentes frias normalmente deslocam-se na direo SE no HN e nadireo NE no HS. Como a frente fria pode caminhar bem mais rpida

que a frente quente possvel desencadear a ocluso, suspendendo a frentequente. A ocluso mais comum a do tipo fria que ocorre quando o ar

que chega mais frio que o ar fresco que j est na regio.

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FIGURA V-18: FRENTE OCLUSA TIPO FRIAEsquema da seo vertical de frente oclusa tipo fria, onde a superfcie frontal entre a

massa de ar menos fria (ar fresco) e as massas de ar quentes se afastam da superfcie dosolo, ficando oclusa, devido a maior densidade da massa de ar mais fria que est

chegando na regio.Na figura a escala vertical est bastante exagerada.FIGURA V-19: FRENTE OCLUSA TIPO QUENTE

Esquema da seo vertical de frente oclusa tipo quente, onde a superfcie frontal entre amassa de ar menos fria (ar fresco) e as massas de ar quentes (linha vermelha) se afastamda superfcie, ficando oclusa, devido a maior densidade da massa de ar mais fria que est

chegando na regio.

Ocluso tipo frio Ocluso tipo quente

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Em geral, segundo os meteorologistas as Oclusesso difceis de localizar na superfcie;

Mais fcil (mas ainda difcil) so localiz-las em

imagens de satlites meteorolgicos

Frentes Estacionrias

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Frentes Estacionrias

medida que a ocluso avana:

Circulao ciclnica diminuiCentro de baixa presso se enfraquece (enche)

Frente fica mais lenta

A regio de separao se transforma numa frenteestacionria

A ondulao se reduzCentro de baixa presso desaparece

As frentes estacionrios ocorrem quando no h

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As frentes estacionrios ocorrem quando no hdeslocamento da frente;Os ventos so paralelos frente em ambos os lados,

com direes opostas;O tempo associado frente estacionria depende do

histrico da frente, do contraste de temperatura, da

direo e intensidade dos ventos, etc. Ela podeevoluir para uma frente fria ou para uma frentequenteA nebulosidade associada aos sistemas frontais

apresenta caractersticas distintas em cada estgio dociclo de vida do sistema, desde a formao das frentesfria e quente, seu deslocamento, a ocorrncia de

ocluso e sua dissipao.

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FIGURA 20: CIRCULAO E NEBULOSIDADE NA FRENTE

ESTACIONRIA (HN)A frente estacionria em ambos os lados apresenta ventos superfcieessencialmente paralelos frente e freqentemente uma larga regio denebulosidade e precipitao ou neve no lado frio da frente. As nuvens

estratificadas e a precipitao resultam da ascenso do ar quente ao Iongoda superfcie frontal de suave inclinao

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O navegante ao consultar simultaneamente a carta

sintica de presso superfcie e a imagem de satlitemeteorolgico, poder observar pelas caractersticas

da nebulosidade, o estgio do ciclo de vida do sistema

frontal, identificando a nebulosidade caracterstica deocorrncia de ocluso (Figura 21 e 22)

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FIGURA 21 (a,b,c e d): CICLO DE VIDA DAS FRENTES (HN)O esquema desta figura refere-se ao hemisfrio norte. A medida que os

ventos de oeste incrementam sua componente meridional e intensificam o

cavado e a crista, o escoamento do ar d suporte a evoluo do ciclo devida das frentes, com ocorrncia de ocluso e o desenvolvimento danebulosidade associada ao centro de baixa presso superfcie. Nota-se

que ao mesmo tempo vai iludindo o deslocamento das frentes. Osnavegantes ao longo do tempo so atingidos pelas frentes em seus

diferentes estgios, dependendo de sua posio no mar em relao atrajetria desses ciclones de latitudes medias (frente).

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HS

Onda aberta

OclusoCiclognese

Ciclone

FIGURA 22 (a,b,c e d): CICLO DE VIDA DAS FRENTES (HS)O esquema desta figura refere-se a evoluo do ciclo de vida das frentes

no hemisfrio sul.

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FIM DO CAPITULO V

MUITO OBRIGADO