meteorologia 5

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meteorologia
Aula 5
Unidade 4 e 5
Umidade – vapor d’água
O vapor d’água na atmosfera varia entre 0% e 4%, caracterizando o ar seco, úmido ou saturado.
Principais fontes:
Oceanos, rios, lagos, solo úmido, vegetação.
Provém da evaporação
Evaporação
Passagem do estado líquido para o estado gasoso
Processa-se na superfície livre dos líquidos
Diretamente proporcional a temperatura
Maior nas latitudes equatoriais
Responsável pelo equilíbrio térmico da atmosfera
Evaporímetro – instrumento que mede a quantidade de evaporação
Evaporígrafo – registra os valores em um gráfico
Ciclo hidrológico
A radiação solar chega a superfície e é convertida em calor
O calor solar provoca a evaporação dos diversos tipos de superfície, principalmente das fontes de água
O vapor d’água é levado para a atmosfera, onde poderá condensar-se ou sublimar-se, formando nuvens
Algumas nuvens, não suportando a umidade condensada ou sublimada, fazem com que a mesma caia, por gravidade até a superfície, caracterizando a chamada precipitação
A precipitação, uma vez atingindo o solo, chega aos mares, rios, lagos, onde novamente irá evaporar.
Ciclo hidrológico
	
Saturação 
Quantidade máxima de vapor d’água que o ar pode conter numa certa temperatura.
Ocorre de duas formas:
Acréscimo de vapor d’água
Resfriamento 
Responsável pela condensação que forma os hidrometeoros ( nuvens, névoas e nevoeiros)
Condensação
Vapor d’água que passa para a forma líquida
 Sublimação
Passagem direta do estado gasoso para o sólido ou do sólido para o gasoso
 
Temperatura do ponto de orvalho (PO)
É a temperatura que um volume de ar atinge para se tornar saturado, com o vapor d’água nele existente e com pressão constante.
Expressa em ºC, aparece no METAR separada da temperatura do ar por uma barra.
Ex.: 
METAR SBSM 281700Z 24005KT CAVOK 18/05 Q1026=
Quando a temperatura decrescer de 18ºC até 05ºC haverá saturação
Quanto mais afastados os valores, mais seco o ar. 
Linhas que unem mesmo valor de temperatura do PO - ISODROSOTERMAS
Umidade relativa do ar
É uma relação entre a umidade que o ar contém e a quantidade máxima de umidade que o ar poderá conter na mesma temperatura
É expressa em porcentagem (75%, 90%)
Ar saturado – UR=100%
Quando se aumenta a temperatura de um volume de ar, sua UR aumenta ( e vice-versa)
HIGRÔMETRO – instrumento que mede a UR
HIGRÓGRAFO – faz o registro
HIGROTERMÓGRAFO – instrumento que registra em um gráfico os valores de temperatura do ar e UR.
Umidade absoluta
Razão entre a massa de vapor d’água existente num volume de ar.
Aumenta com o aumento da temperatura
“g” de vapor d’água por m³ de ar
“Grande importância para se corrigir a potência dos motores que dependem de valores precisos nas decolagens e arremetidas, por serem sensíveis à umidade do ar. No ar saturado os motores convencionais e reatores perdem parte da potência porque admitem maior porcentagem de vapor d’água, no lugar de oxigênio.”
PROCESSOS FÍSICOS DE SATURAÇÃO
Para que ocorram a condensação e a sublimação do vapor d’água na atmosfera é preciso que haja antes a saturação do ar, que pode ocorrer por acréscimo de vapor d’água ou por resfriamento
Saturação por acréscimo de vapor d’água
Ocorre como resultado da evaporação, que permite um aumento da temperatura do PO. Para isso a temperatura do ar e a pressão devem permanecer constantes.
Saturação por resfriamento
Ocorre como resultado de um resfriamento provocado por meios naturais, que permitem a diminuição da temperatura do ar.
Principais processos:
Radiação terrestre
Calor solar devolvido para o espaço durante a noite
Resfria a superfície terrestre fazendo com que o ar em contato com esta se sature
Poderá ocorrer nevoeiros de radiação, orvalho e geada
Convecção
O ar junto a superfície é mais aquecido e tende a subir na atmosfera, resfriando-se e se tornando saturado, formando nuvens.
O ar mais frio de níveis superiores, por ser mais denso, desce, em volume proporcional, criando as correntes convectivas (térmicas)
Correntes ascendentes sobem por aquecimento
Correntes descendentes descem por resfriamento
A esse processo chamamos CONVECÇÃO, e às nuvens assim formadas, convectivas
Sobre a terra - Maior durante o dia (tarde)
Sobre o mar – durante a noite (madrugada)
Nuvens convectivas – apresentam bases regulares (horizontais) e grande desenvolvimento vertical. São nuvens cumuliformes.
Advecção
Transporte horizontal de calor, por meio da respectiva movimentação do ar. Pode ser:
Advecção de ar frio sobre superfície quente
A parte inferior do ar frio torna-se mais aquecida e menos densa e se eleva, para em seguida se resfriar e saturar. 
Resulta em nebulosidade cumuliforme
Advecção de ar quente sobre superfície fria
A parte inferior do ar quente resfria-se e satura
Resulta em nebulosidade estratiforme e nevoeiros de
advecção
Orografia
O ar quente e úmido se choca com uma montanha e é forçado a elevar-se mecanicamente ao longo da encosta, resfriando-se e saturando, dando origem a nebulosidade orográfica a barlavento (lado de onde flui o vento). A sotavento (lado para onde o vento vai) o ar desce também quente, porém seco.
Efeito dinâmico
Ventos de características diferentes (temperatura, pressão e umidade) convergem sobre uma determinada área provocando a elevação do ar e um consequente resfriamento e saturação do mesmo.
Formação de nuvens cumuliformes. (nuvens frontais, linhas de instabilidade e CIT)
PRECIPITAÇÃO
Retorno da água da atmosfera para a superfície, equilibrando a evaporação e mantendo o equilíbrio hidrológico.
Pode ser:
Sólida: neve, granizo
Líquida: chuva, chuvisco
Instrumento usado para medir a precipitação: Pluviômetro
Pluviógrafo – registra
Unidade de medida – milímetro
Ex.: 10 mm de precipitação significa que cada metro quadrado de uma superfície plana foi coberta por uma camada de 10 mm de água. 
Quanto ao caráter a precipitação pode ser:
Contínua
Variação de intensidade lenta, sem interrupção
Intermitente
Períodos de interrupção menores que o de precipitação
Pancadas
Intensidade varia bruscamente
Períodos de interrupção maiores que o de precipitação.
Equilíbrio térmico da atmosfera
Processo adiabático
Processo termodinâmico segundo o qual as variações de temperatura e pressão de uma parcela de ar dependem de um trabalho de compressão e expansão da mesma, sem que haja significante troca de calor com a atmosfera ao seu redor. 
Um volume de ar que sobe na atmosfera, vai penetrando em áreas de pressões cada vez menores, vai se expandindo provocando resfriamento
Da mesma forma, um volume de ar que se afunda na atmosfera encontra pressões mais altas e vai se comprimindo, provocando aquecimento
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Razão adiabática seca (RAS)
Gradiente vertical do ar seco
1ºC /100m
Ao se elevar na atmosfera o ar se resfria na razão constante de 1ºC para cada 100m. Ao descer irá aquecer na mesma razão
Razão adiabática úmida (RAU)
Gradiente vertical do ar saturado (dentro da nuvem), varia de 0,4ºC a quase 1ºC/100m
Adota-se: 0,6ºC /100 m 
 2ºC/1000 pés
Outros gradientes térmicos:
Gradiente isotérmico – a temperatura não varia com a altura
Gradiente negativo – a temperatura aumenta com a altura (inversão)
Gradiente superadiabático – todo gradiente maior que 1ºC/100 m
Gradiente autoconvectivo – valor superadiabático para o ar seco. = 3,42ºC/ 100 m
Gradiente do ponto de orvalho – a temperatura do ponto de orvalho decresce 0,2ºC/100 m quando uma parcela de ar eleva-se na atmosfera convectivamente.
Nível de condensação convectiva (NCC)
Nível onde o ar saturado se condensa e dá origem a formação de nebulosidade convectiva (cumulus)
Temperatura do ar = temperatura do PO
Equivale a altura da base das nuvens
Temperatura convectiva 
 é a temperatura em superfície que dá origem ao processo de convecção e consequente formação de nuvens convectivas
Fórmula para se obter a altura da base da nuvem
H= 125(TT –TdTd)
H – altura em metros
125= constante
TT – temperatura na superfície (ºC)
TdTd – temperatura do PO na superfície (ºC)
Exercícios
 1 – Nuvens cumulus estão a 1000 m de altura. A temperatura do ponto de orvalho a 500 m é 15ºC. Calcular a temperatura na base da nuvem.
		H = 125 (TT –TdTd)
		RAS = 1ºC/100m
		RAU = 0,6ºC/100m ou 2ºC/1000 pés
		Gradiente PO = 0,2ºC/100m
Exercícios
 2 – Nuvens cumulus estão a 1500 m de altura. A temperatura do ponto de orvalho na base da nuvem é de 12ºC. Calcular a temperatura convectiva e temperatura do ponto de orvalho na superfície?
		H = 125 (TT –TdTd)
		RAS = 1ºC/100m
		RAU = 0,6ºC/100m ou 2ºC/1000 pés
		Gradiente PO = 0,2ºC/100m
Exercícios
 3 – Nuvens cumulus estão se formando por convecção a 1000 m de altura à barlavento de uma montanha de 2000 m de altura. A temperatura convectiva é 25°C. Calcular a temperatura no topo da montanha, a 500 m do solo, no lado do sotavento, e também na superfície no mesmo lado.
		H = 125 (TT –TdTd)
		RAS = 1ºC/100m
		RAU = 0,6ºC/100m ou 2ºC/1000 pés
		Gradiente PO = 0,2ºC/100m
Exercícios
 4 – Calcular a altura da base das nuvens cumulus, sabendo-se que a temperaturas do ar a 800m é de 13°C e a temperatura do ponto de orvalho a 500 metros é 8°C.
		H = 125 (TT –TdTd)
		RAS = 1ºC/100m
		RAU = 0,6ºC/100m ou 2ºC/1000 pés
		Gradiente PO = 0,2ºC/100m
Exercícios
 5 – Nuvens cumulus estão formadas a 700m de altura sobre um planalto de 300 m situado a barlavento de uma montanha de 1500 m. A temperatura convectiva no planalto é 20°C. Calcular a temperatura no topo da montanha, e, em superfície, no lado do sotavento.
		H = 125 (TT –TdTd)
		RAS = 1ºC/100m
		RAU = 0,6ºC/100m ou 2ºC/1000 pés
		Gradiente PO = 0,2ºC/100m