Ciclones Extratropicais
Michel Nobre Muza – [email protected]
Ciclones Extratropicais
SUMÁRIO
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Visão Global
Pressão a superfície e ao nível do mar
Contornos em níveis de pressão
Temperatura média atmosférica
Cristas e Cavados associados
Ondas atmosféricas
Ciclogênese
Sistema de baixa pressão, gradientes e cizalhamento
Balanço de forcas horizontais e verticais
Ventos associados
Michel Nobre Muza – michel.[email protected]
•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.
http://www.mrsciguy.com/weather.html
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
AR
Baixa
pressao
Anticlone
AR
Alta
pressao
Ciclone
AR
Baixa
pressao
co
V
Anticlone
AR
Alta
pressao
co
V
Meteorologia Sinótica – 1.4 Ciclones e Anticiclones
Ciclones
Hemisfério Norte
Hemisfério Sul
Sentido anti-horário
Sentido horário
Meteorologia Sinótica – 1.4 Ciclones e Anticiclones
Anticiclones
Hemisfério Norte
Sentido horário
Hemisfério Sul
Sentido anti-horário
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
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.
L
Baixa pressao
ou ciclones
(Low pressure)
Linha do equador
Alta pressao ou
anticiclones
(High pressure)
H
No hemisferio norte:
Sistemas de baixa pressao (isto e’,
ciclones) tem rotacao no sentido antihorario.
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.
Vetor
quantidade
 p p p 
p   , , 
 x y z 
Meteorologia Sinótica – 1.5 Convergência e Divergência
Meteorologia Sinótica – 1.5 Convergência e Divergência
fatores que contribuem para a
convergência ou divergência
Atrito
Aquecimento
diferencial
Atrito
Quando o ar se move da superfície relativamente
lisa do oceano para a terra, por exemplo, o atrito
crescente diminui a velocidade do vento,
resultando num acúmulo de ar.
Estrutura Vertical de Ciclones e anticilones
Coluna de ar
mais leve
Coluna de ar
mais pesado
Topo da
Troposfera
Afundamento.
Diminuição da
camada. Ar é
comprimido e
aquecido
Acumulo de ar.
Aumento da
camada. Ar é
expandido e
resfriado
ALTA
Superfície
BAIXA
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
Conceito
É 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
Ciclogenese
Nebulosidade em forma de gancho
Cavados e cristas
Meteorologia Sinótica – Cavado e cristas
Sinótica
Z 500
Cavados
Crista
Cavados invertido
CARTA SINÓTICA DAS 12 UTC
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 fria
2. frente quente
3. frente oclusa
4. 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
Z
B
Y
F
Ar frio
Q
Ar quente
Varejão e Silva, 2005.
Oclusão do tipo frio
Oclusão do tipo quente
Meteorologia 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 pressões
Estrutura Baroclínica
-sistemas inclinados na vertical
-pressão depende apenas da densidade e temperatura ρ
= ρ (p,T);
-ex. sistemas frontais
Aplicações da Hidrostática
p=p’.R.T
p
pg

z
RT
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.
Tv temperatura que o ar seco poderia ter a
mesma densidade do ar úmido
considerando a mesma pressão.
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.
Equação hipsométrica
(hipsometria: medição de altura)
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.
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.kg
Discuta 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.
Meteorologia Sinótica – Aplicações
da Hidrostática
Z500 – Z1000
Z500
Z1000
Obrigado!
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Sistemas de baixa pressao (isto e`, ciclones