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Ciclones Extratropicais
Michel Nobre Muza – [email protected]
Ciclones Extratropicais
Michel Nobre Muza – [email protected]
1. Visão Global2. Pressão a superfície e ao nível do mar3. Contornos em níveis de pressão4. Temperatura média atmosférica5. Cristas e Cavados associados6. Ondas atmosféricas7. Ciclogênese8. Sistema de baixa pressão, gradientes e cizalhamento9. Balanço de forcas horizontais e verticais10. Ventos associados
SUMÁRIO
•Sistemas meteorológicos com estruturas e ciclos de vida bem definidos.
•Uma parte destes sistemas contêm tempestades potencialmente causadoras de desastres naturais.
•São sistemas profundos presentes na troposfera
•Caracterizado pela presença de um sistema de baixa pressão à superfície.
•Relacionado a temperatura da troposfera em baixos níveis.
•Governa mais fortes movimentos ascendentes dos extra-trópicos.
•Três elementos fundamentais: escoamento atmosférico; disponibilidade de umidade; fatores da superfície.
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Slide 4
Variáveis utilizadas
•Pressão à superfície versos pressão ao nível do mar
•Níveis de pressão;
•Espessura da camada como média da temperatura na baixa atmosfera.
CICLOGÊNESE: processo de abaixamento da pressão atmosférica em superfície com conseguente formação de circulação ciclônica. Refere-se a formação ou intensificação de um sistema de baixa pressão.
Aspectos observacionais e dinâmicos:Mais frequente sobre o oceano no verao (Instabilidade hidrodinamica)Mais frequente sobre o continente no inverno (gradiente de temperatura)Mais frequente durante o verao.Suprimento de umidade tropical.Referencia: Ferreira (1989)
Ciclone
Baixa pressao
AR
Anticlone
Alta pressao
AR
Ciclone
Baixa pressao
AR g
co
V
Anticlone
Alta pressao
AR gcoV
CiclonesCiclones
Hemisfério NorteHemisfério Norte Hemisfério SulHemisfério Sul
Sentido anti-horárioSentido anti-horário Sentido horárioSentido horário
Meteorologia Sinótica – 1.4 Ciclones e AnticiclonesMeteorologia Sinótica – 1.4 Ciclones e Anticiclones
AnticiclonesAnticiclones
Hemisfério SulHemisfério SulHemisfério NorteHemisfério Norte
Sentido horárioSentido horário Sentido anti-horárioSentido anti-horário
Meteorologia Sinótica – 1.4 Ciclones e AnticiclonesMeteorologia Sinótica – 1.4 Ciclones e Anticiclones
Conclusao:
Sistemas de baixa pressao (isto e’, ciclones) tem o movimento do ar para o centro de baixa pressao por causa da forca devido ao gradiente de pressao, que leva o ar da maior pressao para a menor.
Tem rotacao no sentido horario devido a forca de coriolis que atua de forma a deslocar o ar para a esquerda do
movimento NO HEMISFERIO SUL.
Conclusao:
Sistemas de alta pressao (isto e’, anti-ciclones) tem o movimento do ar para o fora do centro de alta pressao por causa da forca devido ao gradiente de pressao.
Tem rotacao no sentido anti-horario devido a forca de coriolis que atua de forma a deslocar o ar para esquerda do movimento NO HEMISFERIO SUL.
Linha do equador
L
Baixa pressaoou ciclones
(Low pressure)
H
Alta pressao ou anticiclones
(High pressure)
No hemisferio norte:
Sistemas de baixa pressao (isto e’, ciclones) tem rotacao no sentido anti-horario.
Alta pressao (isto e’, anti-ciclones) tem rotacao no sentido horario devido a forca de coriolis.
que atua levando o ar a DIREITA do movimento NO HEMISFERIO NORTE.
Linha do equador
Linha do equador
Relação entre vento e o gradiente de pressão:
O vento é o ar em movimento devido a diferença de pressão. Ou seja, a variação da pressão. O gradiente de pressão (Pa m) é uma quantidade dimensional que expressa a direção e a taxa de variação ao redor de um determinado local.
z
p
y
p
x
pp ,,
Vetor quantidade
Meteorologia Sinótica – 1.5 Convergência e DivergênciaMeteorologia Sinótica – 1.5 Convergência e Divergência
Meteorologia Sinótica – 1.5 Convergência e DivergênciaMeteorologia Sinótica – 1.5 Convergência e Divergência
AtritoAtrito
Quando o ar se move da superfície relativamente Quando o ar se move da superfície relativamente lisa do oceano para a terra, por exemplo, o atrito lisa do oceano para a terra, por exemplo, o atrito
crescente diminui a velocidade do vento, crescente diminui a velocidade do vento, resultando num acúmulo de ar. resultando num acúmulo de ar.
fatores que contribuem para a fatores que contribuem para a convergência ou divergênciaconvergência ou divergência
AtritoAtrito
Aquecimento Aquecimento diferencialdiferencial
Estrutura Vertical de Ciclones e anticilonesEstrutura Vertical de Ciclones e anticilones
BAIXAALTA
Superfície
Topo da Troposfera
Acumulo de ar. Aumento da camada. Ar é expandido e
resfriado
Afundamento. Diminuição da camada. Ar é comprimido e
aquecido
Coluna de ar Coluna de ar mais pesadomais pesadoColuna de ar Coluna de ar
mais levemais leve
Onde ocorre a convergência em um sistema de baixa pressão? Por quê?
Na vanguarda do sistema de baixa pressao.
Porque e’ nesta regiao que notamos a reducao da densidade devido ao aquecimento e reducao da pressao.
A convergencia do ar esta na vanguarda do ciclone
Local de aquecimento e
reducao da pressão
Low (L) = baixa pressao
Convergência e Divergência do ar
ConceitoÉ a medida de expansão de um campo de
vento/escoamento do ar (unidade 10-5 s-1) associado às variações de movimento vertical e
pressão. Convergência é o negativo de divergência, sendo a contração do campo.
Nuvens associadas a ciclones e anticiclones
Os ciclones e anticiclones são sistemas sinóticos e o seu posicionamento e evolução geralmente condicionam o estado do
tempo num determinado local.
- Os anticiclones são associados a condições meteorológicas estáveis, sem precipitação ou com pouco
precipitação.
- Os ciclones ssss são associadas a situações com precipitação sendo muitas vezes intensa.
Bandas de nuvens com topos frios na vanguarda do
ciclone
Desenvolvimento de ciclones
CiclogeneseNebulosidade em forma de gancho
Cavados e cristas
Z 500
Meteorologia Sinótica – Cavado e cristasMeteorologia Sinótica – Cavado e cristas
Sinótica
Cavados
Crista
CARTA SINÓTICA DAS 12 UTC
Cavados invertido
CARTA SINÓTICA DAS 12 UTC
INTRODUÇÃO
•Sistema Frontal Faixa de encontro entre massas de ar distintas(quente e fria e um centro de baixa pressão).
1. frente fria2. frente quente3. frente oclusa4. frente estacionária.
FRENTE FRIA
FRENTE FRIA
TIPOS DE NUVENS
FRENTE QUENTE
FRENTE QUENTE
TIPOS DE NUVENS
FRENTE OCLUSA
FRENTE OCLUSA
FRENTE ESTACIONÁRIA
FRENTE ESTACIONARIA
ESTUDO DE CASO
• 06 ao 09 de maio de 2007
• 07 de Maio
Precipitação
Espessura da camada 1000-500 hPa e circulação em 850hPa – dia 1
Ar frio Ar quente
Superfície frontal
Y
Z
F Q
B
Varejão e Silva, 2005.
Oclusão do tipo frio Oclusão do tipo quente
Meteorologia Sinótica – Estrutura de Altas e Baixas pressõesMeteorologia Sinótica – Estrutura de Altas e Baixas pressões
Atmosfera com Estrutura Barotrópica
-Estrutura vertical;
-densidade depende apenas da pressão
ρ = ρ (p);
-sistemas presentes em praticamente todos os níveis da atmosfera.
-ex. bloqueios
Meteorologia Sinótica – Estrutura de Altas e Baixas pressõesMeteorologia Sinótica – Estrutura de Altas e Baixas pressões
Estrutura Baroclínica
-sistemas inclinados na vertical
-pressão depende apenas da densidade e temperatura ρ = ρ (p,T);
-ex. sistemas frontais
Aplicações da HidrostáticaAplicações da Hidrostática
Devido a uma diferença de altura, a pressão e a densidade vão diminuindo com o aumento da altitude, ou seja, a pressão se equilibra com o peso e é diretamente proporcional a densidade.
RT
pg
z
p
p=p’.R.T
Em um certo referencial, considera-se o trabalho para deslocar 1 Kg de massa a partir do nível do mar até um outro ponto, sendo que o trabalho é contra a força de gravidade.
A altura geopotencial é a razão entre o geopotencial e a gravidade, sendo que a altura é inversamente proporcional em relacão a gravidade, isso porque a altura atua contra a gravidade.
Equação hipsométrica (hipsometria: medição de altura)
Tv temperatura que o ar seco poderia ter a mesma densidade do ar úmido considerando a mesma pressão.
Qual a temperatura da camada considerando H médio = 8 km?
8000=R.T/9,8
287.T=78400
T=78400/287 T=273,170K
Sendo H médio = 8 km e sabendo a temperatura da camada. Calcule a altura geopotencial de 1000 hPa se a pressão ao nível do mar é de 1014 hPa?
Z2-Z1=H.In (p1/p2)
Z2-0=8000.In(1014/1000)
Z2= 8000.0,013
Z2= 111,2 metros
Calcule a espessura entre 1000 e 500 hPa para: (a) uma região tropical (Tv = 15 C) e (b) uma região polar (Tv = - 40 C). Rd= 287 J/K.kgDiscuta se o resultado é coerente.
1-Tv=15°C=288K 2- Tv= -40°C=233K
H=Rd.Tv/g H=Rd.Tv/g
H=287.288/9,81 H=287.233/9,81
H=8425,68 metros H=6816,61metros
Z2-Z1=H.In p1/p2 Z2-Z1=H.In p1/p2
Z2-Z1=8425,68.In(1000/500) Z2-Z1=6816,61.In(1000/500)
Z2-Z1=8425,68. 0,69 Z2-Z1=6816,61.0,69
Z2-Z1=5813,71metros Z2-Z1=4706,46metros
É coerente, porque quanto menor a temperatura menor a espessura.
A cor vermelha representa espessura maior, e a azul espessura menor.a- o ar próximo do centro do ciclone é mais quente que o ar vizinho. Os ventos próximo ao centro de baixa quente possuem maior intensidade em baixos níveis próximo a superfície e diminuem com o aumento da altura.b- alguns ciclones não se estendem até a superfície. Essas baixas vão possuir um centro frio próximo a superfície.
Z500 – Z1000
Z1000
Z500
Meteorologia Sinótica – Meteorologia Sinótica – Aplicações da HidrostáticaAplicações da Hidrostática
Obrigado!