Cap_10_Tempestades

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30/05/2012
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Tempestades severas e 
tornados
Unidade VII
(capítulo 10 do livro texto)
Formação e estrutura das 
tempestades
A visão do tempo 
pelos satélites
•Tempestades de 
latitudes médias
•Furacão
•Tempestades
•Tornados
Tempestades (“thunderstorms”)
Cumulonimbos (Cb)
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Tempestades
� Um simples Cb
� Um aglomerado de Cb’s
� Uma linha de Cb’s
Tempestades
Nuvem Cumulonimbos
� Associada com relâmpagos e trovões
� As vezes rajadas de vento à superfície, 
chuva forte e granizo
Tempestades
Uma tempestade nasce quando o ar 
quente e úmido ascende em um 
meio instável
Gradiente vertical de temperatura
X
Gradientes adiabáticos
6 oC/km
10 oC/km
Estável
Instável
Condicionalmente instável
100C
6 0C
A
L
T
U
R
A
Temperatura
Tempestades
� Não basta estar instável, precisa de um 
gatilho para iniciar o movimento 
ascendente
� Aquecimento diferencial do solo
� Efeitos topográficos
� Rampas de superfícies frontais
� Divergência do ar em altitude
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Tempestades de massas de ar
Tempestades espaçadas que se formam 
no verão
“pancadas de chuva” ou “trovoadas”
Tendem a se formar em massas de ar 
quente e úmido, tem vida curta e 
raramente produzem ventos fortes ou 
granizo 
Tempestades de massas de ar
� Etapa cúmulos
� Etapa de maturação
� Etapa de dissipação
Duração dos três estágios é de cerca de 
uma hora
Movimento descendente corta o 
combustível (ar quente e úmido)
Tempestades de massas de ar Tempestades de massas de ar
Temperatura pode cair até 10oC, 
sensação de alívio mas que só dura 
alguns minutos.
A evaporação da água da chuva aumenta 
muito a umidade do ar e a sensação de 
opressão volta ainda pior.
Tempestades em multicélulas
� O ar frio que desce da nuvem faz com 
que o ar quente seja forçado a subir, 
podendo dar origem a uma nova nuvem 
cumulonimbos
� Várias nuvens em diferentes estágios 
de desenvolvimento
Tempestades em multicélulas
Mature Stage
Cumulus Stage
Cumulus Stage
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Tempestades
� Muitas tempestades se formam como 
resultado da ascensão forçada em 
� uma superfície frontal (tempestades 
frontais), 
� pela presença de cadeias montanhosas 
(tempestades orográficas) ou 
� ao longo do avanço das brisas marítimas.
Tempestades severas
� Capazes de produzir granizos grandes, 
fortes rajadas de vento à superfície, 
alagamentos e até tornados
� Além da necessidade de se formar em 
ar quente e úmido sob condições de 
instabilidade, essas tempestades 
ocorrem em presença de forte 
cisalhamento vertical do vento
Tempestades severas
Speed shear Directional shear
Tempestades severas
Tempestades severas
� Corrente ascendente se move para cima 
e por cima da corrente descendente
� Precipitação cai dentro da corrente 
descendente sem destruir a corrente 
ascendente
� Corrente ascendente forte, mantém 
granizo até ficar grande. Caem pela 
corrente descendente ou pela bigorna.
Tempestades severas
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Tempestades severas Tempestades severas
Nuvem arco
Cool Air Warm Air
Tempestades severas
� Frente de rajada
� “Downburst” – explosão radial de vento
� “Microburst” – micro-explosões
Tempestades severas
� Micro-explosões são capazes de 
derrubar árvores e algumas 
construções.
� Danos podem ser confundidos com os 
de um tornado.
Tempestades severas
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Evolução do Fenômeno entre 1 e 11 horas do dia 07/09
Linhas de instabilidade
� Linhas de tempestades severas
� Formam-se as vezes ao longo de 
frentes frias, ou a cerca de 100 a 
300km na frente da frente fria 
(pré-frontais)
Linhas de instabilidade Simulações
Situação pré-frontal – linha de 
instabilidade varre o litoral
Frente fria só chega a tarde no Rio 
de Janeiro.
Complexos Convectivos de 
Mesoescala (CCM)
� Podem cobrir um estado inteiro
� Hábito noturno
� Formam-se à leste dos Andes
� Associados aos jatos de baixos níveis 
(JBN)
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Relâmpagos Relâmpago
� Descarga elétrica que ocorre em nuvem 
cumulonimbos em fase de maturação
� Pode ocorrer dentro de uma nuvem, de 
uma nuvem para outra e de uma 
nuvem para o solo
� O relâmpago aquece o ar a uma 
temperatura de 30.0000C (5 x a 
temperatura do sol)
30.000 0C
Relâmpago
� Este aquecimento faz com que o ar se 
expanda explosivamente, iniciando uma 
onda de choque que se transforma em 
uma onda de som explosiva – chamada 
trovão.
� Vemos o relâmpago imediatamente e só 
muito depois ouvimos o trovão.
Relâmpago
� Tempo normal na atmosfera
� Cargas negativas na superfície
� Cargas positivas na atmosfera superior
� Nuvens
� Parte superior carregada positivamente
� No meio carregada negativamente
� Parte inferior é negativa e mistura cargas
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Relâmpago
Ice
Ice & super-
cooled water
Water
Relâmpago
� Ar seco é bom isolante
� Só quando o campo elétrico se torna 
muito intenso a descarga acontece, 
vencendo a resistência do ar
� Após algum tempo começa a se 
estabelecer campo elétrico entre 
nuvens e entre partes de uma mesma 
nuvem.
Supercélula Supercélula
� Enorme nuvem com movimentos 
verticais muito intensos que se mantém 
por várias horas
� Movimentos ascendentes – 150 km/h
� Granizos enormes
� Ventos fortíssimos
� Tornado
Tornados
� Tornados são ventos fortes que 
circulam muito rapidamente em torno 
de uma pequena área de baixa pressão.
� Começam como uma nuvem na forma 
de funil (como a tromba de um 
elefante) saindo de um grande 
cumulonimbos.
� A nuvem funil é chamada de tornado
quando ela alcança o solo.
Nuvem Funil
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Tornado
� A maioria tem diâmetro de 100 a 600 
metros, podendo encontrar alguns com 
diâmetro de poucos metros e outros 
com diâmetro excedendo 1600 metros.
� A maioria dura apenas alguns minutos e 
se deslocam por distâncias em torno de 
7 km.
Escala Fujita
� Escala que categoriza os tornados em 
função da velocidade do vento
� Varia de F0 (mais fracos) até F5 (mais 
fortes)
� A maioria dos tornados são F0, F1, ou F2
� Somente um F5 por ano
� A maioria das mortes são causadas pelo 
pequeno número de tornados fortes.
Tornados
� Ocorrem em muitos países
� Mas nenhum país experimenta mais 
tornados do que os Estados Unidos
� Média – 800 por ano
� 1992 – 1.381 casos
Tornados
� Podem ocorrer em todos os estados na 
nos Estados Unidos, em todas as 
épocas do ano e em qualquer horário.
� São mais freqüentes na primavera e 
na região central do país onde 
prevalecem condições favoráveis a 
formação de tempestades severas.
� Horário mais favorável é no final da 
tarde.
Número de tornados por estado em 25 anos
Média anual por 10.000 milhas quadradas
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Radar Doppler
� Detecta áreas de precipitação e a 
velocidade da precipitação que cai.
� Mede a velocidade na qual a 
precipitação está se aproximando ou se 
afastando da antena receptora – efeito 
Doppler.
� Identifica os fenômenos severos: frente 
de rajada, micro-explosões e 
cisalhamento do vento.
Tromba d’água
Tromba d’água
21/04/2009
São Conrado
Flórida
Tromba d’água
21/04/2009
São Conrado
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Tempestades severas e tornados
� Desafio
� Construir um texto em word ou html,ou 
uma apresentação em power point, com 
informações e imagens de tornados e 
trombas d´água ocorridos no B
justi.meteoro@gmail.com