Massas de Ar e Frentes
Propriedades das Massas de Ar
• Massas de Ar adquirem as propriedades da
superfície subjacente
• As massas de ar são classificadas de acordo com seu
local de origem
• Características Geográficas
– Tropical, Polar, Ártica, Antártica
• Propriedades na superfície
– marítima, continental
• As características da região fonte prevalecem mais
se a massa de ar permanece sobre a região fonte por
um longo período
Classificação das Massas de Ar
• cP - Polar continental
– fria, seca, estável
– cP extremamente fria pode ser designada como cA (continental Ártica)
• mP - Polar marítima
fria, úmida, instável
• mT - Tropical marítima
– quente, úmida, comumente instável
• cT - Tropical continental
– quente, seca
– Ar superior estável, ar superficial instável
cPk – ar continental polar seco e frio que move-se sobre uma superfície
mais quente
torna-se então mais instável
mPw – ar polar marítimo e úmido que está sendo resfriado por uma
superfície mais fria
tornando-se estável
Classificação
(de acordo com sua região de origem)
características térmicas:
quente (Equatorial-E e Tropical-T)
fria (Polar-P, Ártica ou Antártica - A)
características de umidade:
muita umidade (marítima-m)
pouca umidade (continental-c)
Polar continental (cP)
• forma-se na Antártica. É fria, seca, estável e rasa ( 3 a 4 km)
• por condução, o ar em contato com a superfície se esfria
• ocorre resfriamento do topo por divergência do fluxo radiativo,
aprofundando a camada
• Esta massa de ar não se inclui nas características da América
do Sul pois sofre grandes transformações ao cruzar o oceano.
Polar marítima (mP)
• forma-se sobre áreas oceânicas em latitudes altas como
transformação da polar continental
• fria, úmida, instável e profunda (estende-se através da
troposfera)
• penetra no continente sul-americano pelo oeste ou pelo
sul/sudoeste
Tropical marítima (Tm)
• formada sobre o Atlântico Tropical de 10°N a 25°S, sendo
suprida de calor e umidade por baixo
• quente, úmida, instável e profunda
• por ser condicionalmente instável, por levantamento pode
se tornar convectivamente instável
Tropical continental (Tc)
• originada sobre a região central da América do Sul
• quente, seca, instável e profunda
Regiões de Origem das Massas de
Ar na América do Norte
cA
mP
mP
cP
cT
mT
Somente
verão
mT
Modificação das massas de ar
Termodinâmica
- aquecida ou resfriada por baixo
aumenta ou diminui a instabilidade
- aumento da umidade
pela spf subjacente
precipitação de uma camada superior
- diminuição da umidade
por condensação/pcp
- adição ou remoção de calor latente por
condensação ou evaporação
Modificação das massas de ar
Dinâmica
• mistura turbulenta em baixos níveis
transferência de calor e umidade para cima
• levantamento de grande escala
- a montante de uma cadeia de montanhas
- convergência em baixos níveis
• subsidência de grande escala de uma camada
- a jusante de uma cadeia de montanhas (aquece)
- convergência em altos níveis
Na alta e média troposfera os fatores dinâmicos são
os mais importantes na modificação das massas de ar
As características das massas de ar
podem diferir enormemente
30 oF=-1 oC
90 oF=32 oC
Abril/1976
Contrastes de
temperatura
Exemplo de modificação das massas de ar
• O ar cP da Ásia e de regiões polares geladas é carregado por sobre o
Pacífico, circulando em torno da baixa da Aleuta
• O contato com o oceano aquece e umidece o ar próximo à superfície,
transformando a massa de ar mP instável
• Conforme a mP move-se para dentro do continente, cruza várias
cadeias de montanhas, removendo umidade na forma de precipitação
• A massa de ar mP mais seca é transformada novamente em cP
conforme desloca-se para o interior frio e elevado do continente dos
EUA.
tempestade
chuva
Ar marítimo seco
modificado
chuva forte
mP
OESTE
úmido
frio
seco
LESTE
Exemplo de modificação das massas de ar
• Grandes Lagos nos EUA
- início do inverno o lago ainda não está congelado
- a massa de ar frio de norte passa sobre o lago e recebe
calor e umidade
grandes nevascas no lado leste do lago
Frentes
Frente -
é o limite entre massas de ar; normalmente refere-se
à região onde esta interface intercepta o chão.
Em todos os casos, exceto em frentes estacionárias,
os símbolos apontam na direção de movimento da
interface (frente)
Frente Quente
Frente Fria
Frente Estacionária
Frente Oclusa
Características das Frentes
• Na região da frente olhe para o seguinte:
– Variação da Temperatura
– Variação da umidade
• UR, Td
– Variação da direção do Vento
– Variação da direção do gradiente de pressão
– Característica dos padrões de precipitação
Como decidimos qual é o tipo de frente?
Do chão:
• Se ar quente substitui ar mais frio, a frente é uma
frente quente
• Se ar frio substitui ar mais quente, a frente é uma
frente fria
• Se a frente não se move, é uma frente estacionária
• Frentes oclusas não interceptam o chão, a interface
delas ocorre nas camadas superiores
Estrutura Típica de Frente Fria
• Ar frio substitui ar quente; inclinação maior em baixos níveis
devido à fricção em baixos níveis
– Forte movimento vertical e ar instável formam as nuvens
cumuliformes
– Ventos de altos níveis sopram cristais de gelo, criando Ci e Cs
• Frentes mais lentas apresentam superfícies menos inclinadas e
nuvens menos desenvolvidas verticalmente devido à TVVT
ser menor (mais estável)
Ventos superiores
-4
10 oC
oC
4 oC
5 oC
13 oC
Estrutura Típica de Frente Quente
• Numa frente quente que avança, o ar quente sobe sobre o ar
frio; a inclinação não é muito forte
• Ar quente em ascenção produz nuvens e precipitação bem a
frente do limite em superfície
• Em diferentes pontos ao longo da interface de ar frio/quente, a
precipitação tem temperaturas diferentes
-5 oC
11 oC
0 oC
Estrutura Frontal de Latitudes Médias
HS
Frente quente
Frente fria
Ar quente
Ar frio
B
Ar frio
Estrutura Frontal de Latitudes Médias
HN
Jato Subtropical e jato Polar
FIM
PRÓXIMA PARTE
ILHA DE CALOR
SISTEMAS FRONTAIS
• Causam variações na distribuição de precipitação e
temperatura;
• Estão associados às ondas baroclínicas de latitudes médias
(o cisalhamento vertical do vento está diretamente ligado a
gradientes horizontais de temperatura);
• Agem no sentido de diminuir o gradiente horizontal de
temperatura (levando o ar polar para a região tropical e ar
tropical para a região polar).
CLIMA
•
De uma maneira geral, o clima de uma dada região é o
resultado “médio” da interação da circulação geral da
atmosfera com as características locais, podendo ou não
apresentar variações segundo a época do ano. Isto
significa que o clima não pode ser alterado em curtos
períodos de tempo. Por outro lado, as variações do tempo
em determinada região dependem
(i) da grande escala: representando o ambiente médio
(relacionado à época do ano) e a penetração de sistemas
frontais (da ordem de alguns dias), e
(ii) da meso e pequena escala: caracterizado pelas condições
locais e os correspondentes movimentos atmosféricos
induzidos (da ordem de poucas dezenas de horas)
INVERNO
VERÃO
Desenvolvimento de um Ciclone
HN
Família de Depressões
JANEIRO
JULHO
PRINCIPAIS ZONAS FRONTAIS
INVERNO
VERÃO
PRINCIPAIS ZONAS FRONTAIS
I
V
MECANISMO DE DESENVOLVIMENTO
DE ONDA LONGA
NOS VENTOS DE OESTE DA TROPOSFERA
HS
vort maior na alta (> 0)
vort menor na baixa (< 0)
f aumenta para norte
se f aumenta
se f diminui
vort relat diminui (baixa pressão)
vort relat aumenta (alta pressão)
DESENVOLVIMENTO DE BAIXA PRESSÃO
A LESTE DO CAVADO
Modelo QG
vort superfície = advec vort 500 mb + adevc ar frio na coluna +
resfr/aquec adiabático
BAIXAS A LESTE DO CAVADO
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