FartoresClimaticosSistemasMeteorolgicos-Martins-2022

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA -CCET
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS E CLIMÁTICAS -DCAC
ALCEU DA CÂMARA MARTINS
FATORES CLIMÁTICOS E SISTEMAS METEOROLÓGICOS QUE ATUAM SOBRE
O BRASIL – UMA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
NATAL
2022
ALCEU DA CÂMARA MARTINS
FATORES CLIMÁTICOS E SISTEMAS METEOROLÓGICOS QUE ATUAM SOBRE O
BRASIL – UMA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Trabalho de Conclusão de Curso de
Bacharelado em Meteorologia do
Departamento de Ciências Atmosféricas e
Climáticas da Universidade Federal do Rio
Grande do Norte. Realizado sob Orientação do
Professor Doutor Marcio Cintra.
NATAL
2022
Martins, Alceu da Câmara.
 Fatores climáticos e sistemas meteorológicos que atuam sobre
o Brasil - uma revisão bibliográfica / Alceu da Câmara Martins.
- 2022.
 42f.: il.
 Monografia (Bacharelado em Meteorologia) - Universidade
Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Ciências Exatas e da
Terra, Departamento de Ciências Atmosféricas e Climáticas.
Natal, 2022.
 Orientador: Prof. Dr. Marcio Cintra.
 1. Meteorologia - Monografia. 2. Fatores climáticos -
Monografia. 3. Circulação atmosférica - Monografia. 4. Sistemas
meteorológicos - Monografia. I. Cintra, Marcio. II. Título.
RN/UF/CCET CDU 551.5
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN
Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Setorial Prof. Ronaldo Xavier de Arruda - CCET
Elaborado por Joseneide Ferreira Dantas - CRB-15/324
ALCEU DA CÂMARA MARTINS
FATORES CLIMÁTICOS E SISTEMAS METEOROLÓGICOS QUE ATUAM SOBRE O
BRASIL – UMA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao
curso de Bacharelado em Meteorologia da
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
como requisito parcial para obtenção do título
de Bacharel em Meteorologia.
Aprovada em _____/_____/________.
BANCA EXAMINADORA
______________________________________
Dr. Marcio Machado Cintra (Orientador)
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
______________________________________
Drª. Rosane Chaves
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
_____________________________________
Dr. David Mendes
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
AGRADECIMENTOS
Gostaria de externar meus agradecimentos ao professor Dr. Marcio Machado Cintra
extensivo a Dra. Mônica Damião Mendes pelas orientações, correções e sugestões ofertadas
durante a realização desse trabalho de conclusão de curso (TCC), sem as quais não teríamos
uma realização tão expressiva na sua conclusão.
Também gostaria de externar o apoio sempre presente do amigo Constantino Hornai
Guterres do curso da meteorologia, na digitação e edição dos textos. Sendo de prestimosa
ajuda durante o desenvolvimento dos textos.
Toda energia que é emanada diariamente pelo sol sobre a Terra, se
espraia e interage com a atmosfera e a superfície terrestre (litosfera,
hidrosfera, criosfera e biosfera), sendo transferida, absorvida, refletida
e transformada em cada ecossistema1, alterando seus elementos
(variáveis atmosféricas e oceânicas, e a cobertura da superfície
terrestre). Em continuidade, o clima em uma determinada região
decorre da interação dessa energia solar com a atmosfera e a superfície
terrestre. Todo esse ciclo é como se fosse a mão de Deus arando,
semeando e cuidando de seu jardim, e vejam então, o vento, as
nuvens, os raios de sol, a chuva, as gotas e os cristais caindo,
molhando e umedecendo a terra, finalmente criando a vida por toda
terra a cada instante.
O autor.
1 Sistemas abertos onde ocorrem as trocas de energia(radiação) e de massa (vapor d’água)
RESUMO
O presente trabalho pretende em face a extensão do tema, da sua complexidade, diversidade e
sua abordagem em várias áreas de estudo (Meteorologia, Geografia, Climatologia,
Oceanografia etc.), descrever os principais fatores climáticos e os aspectos da circulação
atmosférica (Jatos, Frentes, Zonas de Convergência) atuantes no Brasil. Devido a imensa
dimensão do nosso país, o clima é influenciado pelos fatores climáticos, latitude, altitude
(relevo), continentalidade, maritimidade, as correntes marítimas, massas de ar que interagem
entre si e modificam a dinâmica da circulação atmosférica. Por sua vez, a presença e
continuidade dos sistemas meteorológicos, em uma determinada região, determinam a
quantidade e qualidade das chuvas, a temperatura, a umidade, o vento etc. As abordagens aqui
descritas foram obtidas a partir da análise de material bibliográfico diverso e disponível sobre
o tema, que contribuíram para a revisão fatores climáticos e sistemas meteorológicos atuantes
no Brasil, sendo apresentado, portanto, pela ótica deste autor.
Palavras-chave: Fatores climáticos. Circulação atmosférica. Sistemas meteorológicos.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 7
2 JUSTIFICATIVA 10
3 FATORES CLIMÁTICOS 11
3.1.1 Latitude 11
3.1.2 Altitude 14
3.1.3 Correntes Marinhas 15
3.1.4 Maritimidade 18
3.1.5 Continentalidade 20
4 MODULADORES DO CLIMA 22
4.1 Massas de ar 22
4.2 Fenômenos Oceânicos: El Niño e La Niña 24
4.3 Bloqueios Atmosféricos 26
5 CLIMAS DO BRASIL 28
6 ALGUNS SISTEMAS METEOROLÓGICOS ATUANTES NO BRASIL 30
6.1 Jato Polar e Jato Subtropical 30
6.2 Jatos de Baixos Níveis 32
6.3 Sistemas Frontais 33
6.4 Zona Convergência Intertropical 35
6.5 Zona de Convergência do Atlântico Sul 36
7 CONCLUSÃO 38
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 39
7
1 INTRODUÇÃO
A presença dos fatores climáticos influencia o comportamento das variáveis
atmosféricas (BARRY e CHORLEY, 2012). Por sua vez, fenômenos meteorológicos
abrangem uma ampla variedade de escalas espaciais e temporais, desde rajadas de vento, que
levantam folhas e outros detritos, aos sistemas de ventos em escala global, que moldam o
clima planetário” (BARRY e CHORLEY, 2012). Induzido pela radiação solar incidente à
superfície terrestre, a dinâmica do clima ocorre devido a interação entre os demais
geossistemas (a atmosfera, a litosfera, a hidrosfera, a criosfera e biosfera), a partir dos ciclos
de energia e da água. O ciclo de energia ocorre de várias maneiras, seja através da radiação
incidente à superfície, da absorção, reflexão, transporte, transferência, e/ou reemissão de
parte dessa energia de volta a alta atmosfera. Todos esses processos vão modulando as
características do clima em suas particularidades regionais.
As trocas de energia dentro sistema climático (geossistema clima) são resultantes do
balanço da radiação solar no topo da atmosfera com a superfície terrestre (ciclo de energia).
Contudo, as trocas de energia, dentro do sistema climático, além de ser diretamente
resultante da presença do fluxo de radiação solar são também modulados pela presença da
água (balanço hídrico), através das trocas de energia nas suas diferentes fases (sólido, vapor
e líquido), naquilo que chamamos de ciclo da água. Assim, para entender o sistema climático
é necessário conhecer cada componente desse sistema detalhadamente e suas interações nas
diversas camadas: macroclima, mesoclima, clima local e de microclima.
A compreensão da formação do clima do Brasil (com extremos em 73º 59’ 32” W a
34º 47’ 30” W de longitude, e 5° 16’ 20” N a 33° 45’ 03” S de latitude) é de extrema
importância pois afeta diretamente em nosso cotidiano, as nossas atividades diárias. Dessa
forma, caracterizar e avaliar os principais fatores climáticos e sistemas meteorológicos
direcionou-me a realizar essa revisão.
O clima advém de observações da atmosfera a longo prazo, que estão associadas
tanto a variações meteorológicas preditas em leis físicas (MIRANDA e SOUZA, 2015, p.
143.), como a presença das variáveis meteorológicas aleatórias e disponíveis como o vento, a
temperatura, a umidade, a precipitação, a pressão de ar. O conjunto das observações
atmosféricas por um longo período, deixa sua impressão produzindo um “padrão
atmosférico” (VIANELLO e ALVES, 2002), em conformidade com os fatores climáticos.
8
Em geral, o clima é caracterizadoatravés dos dados meteorológicos avaliados
estatisticamente para um período igual ou superior 30 anos (série histórica).
Na escala macroclimática destacam-se as interações em nível global e correspondem
as variações capazes de modificar o clima da terra, trata-se da circulação geral da atmosfera
e do funcionamento das massas de ar no planeta, podendo abranger áreas da terra com mais
de 2000 km na horizontal e de 3 a 12 km na vertical (EL NIÑO, LA NIÑA, Zona de
Convergência Intertropical - ZCIT). A escala sinótica é a escala intermediária entre a escala
macro e mesoclimática, ou seja, entre 10 e 2000 km na horizontal e 100 m a 12 km na
vertical (massas de ar, sistemas frontais, ciclones, furacão, Zona de Convergência do
Atlântico Sul - ZCAS, Vórtice Ciclônico de Altos Níveis – VCAN, Alta da Bolívia
(ORLANSKI, 1975). A escala mesoclimática destacam- se as interações que ocorrem em
áreas entre 1 e 100 km na horizontal e de 100 a 12 km na vertical (tornados, linhas de
instabilidade, aglomerados convectivos, ilhas de calor e brisas) A escala microclimática
destacam-se as interações em áreas muitos pequenas de 100 metros a 10 km na horizontal e
poucos metros acima da superfície terrestre (abaixo de 100 m na vertical), a exemplo das
gotas de chuva, dispersão de poluentes e vórtices na camada limite planetária. Por fim, a
escala do clima local abrange poucos metros acima da superfície e alguns quilômetros na
horizontal, a exemplo das ilhas de calor e da poluição atmosférica.
Em continuidade, a dinâmica do clima, favorece a percepção de sistemas
meteorológicos característicos da região, permitindo identificar padrões, com frequência,
duração e intensidade relativamente previsíveis, que se bem avaliadas, pode-se inferir e
prever resultados desejáveis ou não, no qual auxiliam nas tomadas de medidas que possam
mitigar possíveis danos indesejáveis (inundações, desabamentos, danos materiais etc).
Contudo, ainda existem dificuldades de caracterizar as tendências devido à grande
variabilidade natural dos elementos meteorológicos (BACK, 2001).
Finalmente, os fatores climáticos que interferem no clima serão descritos e
interpretados aqui a saber: latitude, altitude, correntes marinhas, maritimidade,
continentalidade, massas de ar, sazonalidade. Além dos fatores climáticos, são abordados
aqui alguns dos sistemas meteorológicos que modulam as características do tempo e do
clima como por exemplo o Jato Polar e Subtropical, o Jato de Baixos Níveis, as Frentes, os
Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM), os Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis, as
linhas de Instabilidade, os Ciclones e as Zonas de Convergência Intertropical e do Atlântico
9
Sul (ZCIT e ZCAS), respectivamente. Dessa forma, esse trabalho irá realizar uma revisão
bibliográfica que permitirá, através de uma abordagem sistemática, identificar os principais
fatores e elementos climáticos, os sistemas meteorológicos atuantes no Brasil.
10
2 JUSTIFICATIVA
A descrição dos fatores climáticos e dos sistemas meteorológicos objeto deste
trabalho, serão abordados pela ótica das vertentes meteorológicas, climatológicas,
oceanográficas, físicas e geográficas, sob a forma de uma revisão bibliográfica sintetizada,
contemplando estudos das ciências climáticas.
O clima é modulado por fatores externos e internos. Os fatores externos que podem ser
agrupados em a) fatores gerais como: radiação solar, esfericidade da terra, os movimentos de
rotação e translação, a existência de continentes e mares; b) fatores regionais e locais tais
como a distância ao mar, topografia, natureza da superfície, cobertura vegetal e proximidade
de lagos. os fatores internos estão relacionados às propriedades intrínsecas da atmosfera tais
como a composição, instabilidades e circulação geral.
Tais fatores, têm reflexo no dia a dia e no cotidiano das atividades humanas, sendo de
fundamental importância sua compreensão. O entendimento do clima a partir das observações
e dos modelos de previsão, da modelagem (meteorológica, climatológica, oceanográfica) e
das simulações estatísticas permitem ocasionar uma melhor qualidade de vida, dando
subsídios à agricultura, prevendo chuvas e secas, períodos de calor e frio, que podem auxiliar
no planejamento das épocas de plantios, evitando a perda de colheitas.
Também dão subsídio ao turismo permitindo escolher períodos e épocas propícias
voltadas ao lazer e entretenimento, ou ainda antever desastres decorrentes de eventos
extremos, auxiliando na mitigação dos efeitos adversos como inundações, desabamentos,
ressacas marinhas.
Por fim, o desenvolvimento deste trabalho permite compreender o comportamento do
clima em função dos diversos fatores climáticos e dos sistemas meteorológicos atuantes no
Brasil, contemplando causas e efeitos na atmosfera, na superfície, no oceano etc. O texto
inclui informações básicas de conceitos importantes da meteorologia, da oceanografia, da
climatologia, da física e da geografia apresentados de forma didática, de fácil compreensão
para estudantes em nível de graduação, cujo conteúdo possibilitará o entendimento da
influência dos fatores climáticos e sistemas meteorológicos e seu reflexo sobre o clima.
11
3 FATORES CLIMÁTICOS
O clima é modulado por alguns fatores que são denominados como agentes externos
que condicionam os elementos climáticos (pressão, temperatura, intensidade e direção do
vento, umidade, precipitação, radiação,etc.). Os fatores do clima de macro escala, podem ser
classificados como: latitude, altitude/relevo, oceanidade, continentalidade, distribuição de
oceanos e continentes.
3.1.1 Latitude
Figura 1 - Latitude
Fonte: Enciclopédia Britânica
É uma demarcação geográfica que mede em graus a distância de um ponto qualquer na
superfície terrestre ao Equador, onde varia de 0° a 90° Norte e de 0° a 90° Sul (TULER e
SARAIVA, 2015), sendo que no Hemisfério Norte tem sinal convencional positivo e no
Hemisfério Sul negativo. Então, a partir de qualquer ponto é traçada uma circunferência que
circula a superfície do planeta, mantendo-se então sua equidistância linear de qualquer ponto
dessa circunferência ao Equador.
A latitude é uma unidade de medida utilizada pelo sistema Universal Transversa de
Mercator - UTM (MENEZORI, 2019), que é um sistema de coordenadas cartesianas
bidimensional para localização na superfície terrestre. Com o advento do sistema de
posicionamento global (GPS, do inglês, Global Position Syten) possibilitou-se a vinculação
12
de medições topográficas a partir de pontos obtidos através de GPS (MONICO, 2008), com o
sistema UTM, que é vinculado ao sistema Geodésico Brasileiro (atual SIRGAS 2000 e SAD-
69).
Os efeitos da latitude estão diretamente ligados às relações terra-sol, que envolve o
movimento de translação e a inclinação da terra em relação a orbita eclíptica e o fotoperíodo.
Durante o movimento de rotação parte da terra experimenta luz, enquanto a outra fica sem
luz, resultante da diferença da incidência dos raios solares sob a superfície. Os valores diários
de incidência solar variam de acordo com a latitude e com o dia do ano em razão ao
movimento de translação, bem como, pelos processos de atenuação na atmosfera
(VIANELLO e ALVES, 2006). Os trópicos recebem a mesma quantidade de radiação solar
nas mesmas latitudes, e conforme a inclinação do eixo da terra, caso não haja obstrução por
nuvens ou outros sistemas meteorológicos. Nas latitudes médias e altas, a radiação será
alterada ao longo do ano, devido os movimentos de translação terrestre. Os trópicos recebem
mais energia (radiação de ondas curtas) do que perdem energia (radiação de ondas longas),
tendo um saldo positivo. O excesso absorvido nos trópicos é transportado na direção das
latitudes médias e altas, através das correntes oceânicas e pela circulação da atmosfera
(VAREJÃO - SILVA, 2006). Dessa forma, a latitude é um fator condicionante do balanço de
radiação, e consequentemente da distribuição da temperatura média do ar das regiõestropicais
para as regiões polares (AYOADE, 2012). Portanto, a temperatura na região tropical é muito
mais elevada e com menor duração do que em médias e altas latitudes, e ainda, as
temperaturas além de altas, tem pouca variação durante o ano. Saliente-se que ao analisarmos
localmente a temperatura, além da latitude, devemos levar em conta a altitude e o relevo do
local\região (planícies, platôs e planaltos).
A medida que a latitude aumenta a variação da radiação solar (Q0) também aumenta
(Figura 2), bem como, a variação do ângulo de inclinação (Figura 3), ou seja, quando a
latitude aumenta, a variação do ângulo de inclinação da radiação solar incidente na superfície
também aumenta., o que determina a intensidade e duração de insolação (VIANELLO e
ALVES, 2006).
Quanto mais se afasta do Equador maior a variação estacional da irradiância solar ao
longo do ano, sendo um dos fatores mais importantes na formação do clima da Terra. Nos
meses de inverno, a quantidade de radiação recebida é menor em todas as latitudes,
aumentando gradativamente até os meses de verão, onde se verifica maiores valores de
13
radiação recebida (Figura 2).
Figura 2 – Distribuição da radiação solar incidente em relação a latitude e os meses do ano.
Figura 3 – Variação da elevação solar e, consequentemente, do ângulo zenital (Z) em diferentes
latitudes.
Por fim, ao observarmos a América do Sul, especialmente o Brasil, verificamos que
quase a totalidade de sua extensão territorial localiza-se na região tropical, enquanto uma
14
pequena parte do país localiza-se nas latitudes extratropicais, porém, pela proximidade e
características topográficas da América do Sul, sofre muita influência da região tropical,
especialmente da umidade oriunda da Amazônia.
3.1.2 Altitude
Uma definição geográfica considera a altitude como a distância vertical de um ponto
em relação ao nível médio do mar, (GROTZINGER e JORDAN, 2013). A altitude associada
ao relevo e a latitude ocasiona uma diminuição da temperatura na vertical, em consequência
da rarefação do ar e diminuição da pressão atmosférica. Em média, ocorre um decréscimo de
0.6 graus a cada 100 metros de elevação, (AYODE, 2012) embora esse valor seja
modificado pela concentração de vapor d’água na atmosfera. Como o ar é aquecido pela
radiação, condução e convecção, em locais mais altos a temperatura é menor do que em locais
mais baixos. Dessa forma, verificamos no cume das montanhas temperaturas muito baixas e
até a formação de gelo. No Brasil, as Serras Gaúchas e da Mantigueira são exemplos de áreas
com temperaturas médias anuais baixas. Em contrapartida, as áreas de baixa altitude
(planícies, planaltos, platôs e altiplanos) as temperaturas médias anuais são mais altas, como é
o caso de Brasília.
A altitude também é um fator condicionante dos regimes de chuva e do fluxo do vento
de uma determinada região, ou seja, nas encostas e montanhas as correntes de ar são
carregadas de umidade, o que favorece ao aumento da precipitação (a barlavento, ou seja o
vento subindo contornando a montanha), ou a diminuição da precipitação (a sotavento, ou
seja, vento descendente após transpor o pico da montanha). Essas características determinam
o clima de altitude, no qual se verifica uma corrente úmida ascendente e uma corrente seca
descendente. Além das regiões de alta altitude serem mais frias, seu relevo montanhoso
favorecem a ocorrência de ambientes áridos no interior das montanhas, pois impede a
passagem dos ventos úmidos, proveniente dos mares, tornando-se assim, uma barreira natural
(FROTA e SCHIFFER, 2001).
No Sudeste e parte da Região Sul do Brasil, temos uma topografia onde se sobressaem
serras, chapadas, como Mantiqueira, Canastra, Serra do Mar, leste catarinense, que favorecem
a ocorrência de precipitação mais acentuada (figura 4). Outro exemplo de barreira orográfica
que influencia a precipitação, devido sua altitude é a Cordilheira dos Andes, ela forma uma
15
barreira para a umidade vinda do Pacífico Sul, que juntamente com a fria, Corrente Marinha
de Humboldt, favorece inclusive a formação do Deserto do Atacama). A extensão dos Andes
cobre mais de 7000 km, tendo uma altitude média que atinge cerca de 4000 m.
A Cordilheira dos Andes gera uma circulação muito característica sobre as regiões
centro-oeste, sul e sudeste do Brasil REIBOTA e SANTOS, (2014), que favorece a formação
dos ciclones extratropicais (GAN e KOUSKY, 1982,; DAVID, 2007). Sobre a Bolívia e no
Peru são observadas a formação de geleiras em seu cume, característica típica de regiões com
alta altitude. Segundo (URRUTIA e VUILLE,; 2009), o excesso de precipitação
provavelmente associado à subsidência de baixos níveis sobre o sudeste do Pacífico (mantida
pela corrente fria de Humboldt e seu efeito de afloramento), reduz a radiação solar incidente e
consequentemente diminui a temperatura gerando a formação de gelo.
Figura 4 - Mapa geográfico da América do Sul.
Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 2011.
3.1.3 Correntes Marinhas
As correntes marinhas são formadas principalmente pela ação dos ventos, que atuam
sobre a superfície dos oceanos (GARRISON, 2016), onde conforme a região formam-se
16
grandes massas d’água que com suas características físico-químicas próprias, temperatura,
densidade, salinidade, pressão, velocidade, entre outras. É importante ressaltar que, a
movimentação contínua das águas em função de diferenças de densidade (causada por
diferenças de temperatura e de salinidade), geram correntes que se movem de maneira
organizada. Por sua vez, os contornos dos continentes impõem a direção das correntes
oceânicas, que circulam no sentido dos pólos para equador (correntes frias), e no sentido
contrário, do equador para os pólos (correntes quentes), redistribuindo a energia solar captada
pelos oceanos.
As correntes quentes, oriundas das regiões de baixas latitudes, a exemplo da Corrente
Sul Equatorial (CSE), absorvem muita energia oriunda da radiação solar. Essa corrente se
desloca de leste a oeste até atingir a costa leste do Nordeste Brasileiro, onde se bifurca para o
norte formando a Subcorrente Norte do Brasil (SCNB), fluindo em direção ao caribe; e para
sul do Brasil formando a Corrente do Brasil (CB). Ao longo de seu percurso, essas
subcorrentes interagem com a atmosfera por onde passam, liberando massa (vapor d’água) e
energia (calor latente), bem como redistribuindo o calor (temperatura). A energia liberada
pelas correntes oceânicas chega as altas latitudes transferindo parte de sua energia (calor)
sobre essas regiões, distribuindo e moderando o clima no sul do continente até os polos.
Como sabemos, pela pouca radiação solar incidente, as altas latitudes apresentam um “déficit”
de energia que ora é atenuado na interação correntes oceânicas e atmosfera.
Em contrapartida, a circulação oceânica superficial é induzida pelos ventos, que sofre
o efeito da força de fricção tangenciada pela força de Coriolis (KUNDU e COHEN, 2002).
Quanto a força de Coriolis, que se trata de uma força aparente ocasionada pela rotação da
terra, atua sobre as correntes marinhas provoca o seu desvio para esquerda no Hemisfério Sul
e para a direita no Hemisfério Norte (CASTRO, 1985). Esse efeito resulta numa corrente
denominada “deriva”, localizada num ângulo de aproximadamente 45º (Figura 5) do fluxo do
vento (a esquerda do vento no Hemisfério Sul). Esta corrente apoiada em camadas adjacentes,
através da fricção, empurra as camadas inferiores assim por diante, o que ocasiona na perda
gradativa de energia (pela fricção) e velocidade (energia cinética). Salienta-se que, ao
friccionar, o giro acentuado entre as camadas, o que resulta no processo conhecido como
Espiral de EKMAN, (STEWART, 2008).
17
Figura 5 - Esquema ilustrativo para espiral de Ekman (A) e transporte de Ekman (B).
Fonte: Nunes (2007)
As correntes frias, oriundas das regiões polares, deslocam-se no sentido do equador,
interagindo com as massas de ar que as sobrepõem(TALLEY et al., 2011). Ao se deslocarem
em direção do equador, sofrem os mesmos processos de interação com a força de Coriolis,
libera calor (energia térmica) e massa (vapor d’água) para a atmosfera. O calor latente de
evaporação liberado pelas correntes oceânicas para a atmosfera, retorna ao oceano pela
precipitação. O vapor d’água liberado ao ascender na atmosfera sofre resfriamento,
condensando-se adiabaticamente, formando as nuvens e favorecendo a precipitação.
Dessa forma, a interação oceano-atmosfera modula o clima em diversas regiões do
planeta, como por exemplo; desertos, regiões propicias as formações de tornados e ciclones
em alguns casos tempestades, incluindo seus efeitos sobre piscicultura como é o caso na costa
oeste da América do Sul (corrente fria Humboldt). A corrente fria Humboldt é uma corrente
muito fria que ocasiona a queda da temperatura e o fenômeno de ressurgência nas áreas
litorâneas, o que favorece a piscicultura sobre a costa oeste da América do Sul. Essa corrente
fria também favorece a formação do deserto de Atacama (frio e seco), assim como no caso da
corrente de
Benguela na formação do deserto de Kalahari (também seco e frio). A ressurgência de
águas frias ocorre também com a corrente das Malvinas, no Atlântico Sul, que transporta
águas geladas para o litoral da Argentina e do Uruguai, deixando as águas costeiras do Rio
Grande do Sul muito frias durante o inverno e a primavera.
É importante ressaltar que, as correntes frias localizadas principalmente nas regiões
18
polares, no inverno, tornam-se mais densas favorecendo seu afundamento (circulação de
águas profundas), o que produz a mistura com outras águas. Por consequência, as massas
d’água menos densas afloram na superfície do oceano, caracterizando a circulação
Termohalina, (termo-temperatura, halina-salinidade). Esse processo, altera a densidade, gera
as trocas de energia que vão influenciar o clima por onde circulam (STEWART, 2008). Em
relação a Corrente do Brasil, que se desloca da costa leste do país (do Nordeste para a o
Sul/Sudeste) desempenha papel fundamental no clima dessa área, sendo fundamental na
manutenção da Mata Atlântica Brasileira. Em contraponto, a corrente das Falklands, que
deriva da corrente polar, influencia o clima no sul do Brasil, que ao se encontrar a corrente do
Brasil (na região de Convergência Subtropical do Atlântico Sul) intensifica os gradientes
térmicos, favorecendo a presença de ventos intensos que podem induzir gênese e formação de
ciclones extratropicais e ressacas sobre o oceano. A Figura 6 mostra a localização das
Correntes Oceânicas no globo.
Figura 6 - Principais correntes oceânicas.
Fonte: https://www.todoestudo.com.br/geografia/
3.1.4 Maritimidade
Como visto anteriormente, as correntes marinhas influenciam o clima nas áreas
costeiras, que em conjunto com outro fator “a maritimidade” favorecem altos índices
pluviométricos nas áreas próximas ao litoral. O deslocamento das águas transportam a
http://www.todoestudo.com.br/geografia/
19
umidade do oceano para os continentes, originária da evaporação dos oceanos e que pelo
vento elevado para outras partes dos oceanos e para o continente de forma mais intensa nas
áreas litorâneas do que nas localizadas no interior.
A maritimidade está diretamente relacionada a capacidade térmica (calor específico)
do oceano e do continente. Devido ao maior calor específico, o oceano tem um efeito térmico
direto, ou seja, é responsável pela flutuação térmica nas áreas litorâneas e áreas adjacentes. A
flutuação térmica é menor ao longo do dia e do ano, bem como, é bem menor no litoral em
comparação com o interior do continente.
O calor específico, no caso da água, é muito mais elevado em comparação com a
superfície, fazendo com que seu aquecimento e resfriamento seja muito mais lento que o da
superfície terrestre que resfria e aquece muito rapidamente. Assim, a capacidade calorifica
dos oceanos ao absorver a radiação e transformá-la em calor, apresenta uma inércia térmica
mais elevada que os continentes, podendo estocar, transportar, transferir energia e massa de
forma lenta, o que permite uma estabilidade térmica do clima de maneira a não permitir
oscilações bruscas ou instantâneas. Por essas características, as variações de amplitude
térmicas nos oceanos são pequenas e lentas e importantes na caracterização do clima
(STEWART, 2008). Outro ponto importante, em relação ao poder moderador dos oceanos e
mares, numa escala macro, é que a capacidade de absorver, reter e distribuir calor explica o
porquê das amplitudes térmicas anuais (verão e inverno) serem menores no Hemisfério Sul do
que no Hemisfério Norte. Dessa forma, no Hemisfério Sul ocorrem temperaturas menores no
verão e maiores no inverno quando comparadas ao Hemisfério Norte.
A relação da maritimidade com o clima decorre da maior presença de umidade do ar,
liberadas pelo oceano por ação do seu aquecimento devido a radiação solar e ação dos ventos,
impactando na região litorânea e áreas circunvizinhas. É importante ressaltar, que no litoral
por ser uma região úmida, durante o dia as partículas de água servem como absorvedores da
radiação solar e terrestre, devolvendo o calor retido para a atmosfera e, portanto, amenizando
a amplitude térmica (FROTAS e SCHIFFER, 1999). Por sua vez, os mares ajudam a absorver
calor e, por intermédio da evaporação, aumentam a umidade do local.
Finalmente, os Estados de Minas Gerais, São Paulo, Rio de Janeiro e Espírito Santo e
parte da Bahia, bem como, o Planalto Brasileiro e o litoral leste sofrem a influência da
Maritimidade, permitindo de sobremaneira a preservação do remanescente da Mata Atlântica.
20
3.1.5 Continentalidade
Conforme já mencionado, o Brasil está assentado em toda a sua extensão sobre a placa
Sul- Americana, acomodada, tendo um relevo estável tectonicamente, face as mínimas
atividades sísmicas e pouco expressivas, que não afetam seu relevo significativamente. Sua
topografia típica (Figura 7) fica evidenciada principalmente pela presença de chapadas,
planícies, planaltos, platôs localizados no centro do país (CAVALCANTI, et al., 2009). No
Nordeste do Brasil encontram-se as chapadas da Mangabeira, da Borborema e a Diamantina.
Já no Sudeste do Brasil tem-se a Serra do Mar, que se estende no litoral do sudeste; as serras
da Mantiqueira e do Espinhaço e o Planalto Brasileiro. Na Região Sul localiza-se a Serra
Geral e o platô Meridional, que se estendem nos três Estados da região (figura 6).
Contudo, o fator continentalidade está relacionado com o afastamento das regiões do
mar, pois quanto maior a distância da localidade em relação ao mar, menos recebe umidade
oriunda do oceano, ou seja, se perde o efeito da maritimidade. Assim, no interior do Brasil
prevalece o fator continentalidade que é amplificado quando se encontra uma topografia
acentuada (serras, montanhas, platôs etc). Sobre o continente ocorre um aquecimento e um
resfriamento mais rápido, em comparação com os oceanos, gerando grandes contrastes de
temperatura, menor umidade do ar e pouca precipitação. Contudo, é importante considerar a
existência de sistemas meteorológicos, a existência de obstáculos montanhosos e ventos
predominantes.
Figura 7 - Relevos do Brasil.
Fonte: geofundamental.blogspot.com
http://geofundamental.blogspot.com/2015/09/formas-de-relevo-brasil-relevo.html
21
O fator da continentalidade é basicamente encontrado no Nordeste Brasileiro,
especificamente na região do semiárido (STRONG, 1972). Essa região está localizada nos
trópicos e é caracterizada por pouca disponibilidade de água, resultante da atuação dos
sistemas atmosféricos (ZCIT) e de fenômenos atmosféricos (EL Niño e La Niña). A interação
solo- atmosfera, é submetida a uma frequente zona de alta pressão (MOLION e BERNADO,
2002), que impede a formação de nuvens mantendo a região com longos períodos de
estiagem. Tem um clima quente e seco em grande parte do ano, o que prejudica as atividades
de agriculturae pecuária praticamente, tornando-se essas atividades apenas de subsistência e
às vezes nem isso.
Na contramão do que é visto no semiárido nordestino, a região amazônica, apesar de
estar longe do efeito marítimo, a intensa presença constante da evapotranspiração propiciada
pela extensa área de floresta, bem como, pela umidade transportada pelos ventos alísios,
favorece a ocorrência de um clima muito quente e úmido, e consequentemente muita
precipitação. É importante citar que, a região amazônica localiza-se na região do equador, que
recebe uma intensa incidência de radiação solar e tem uma constante formação de nuvens
convectivas (MARENGO e HASTENRATH, 1993). A região centro-oeste do Brasil que é
formado por duas grandes estruturas planálticas o efeito da continentalidade é atenuada pela
passagem das frentes frias. Essa região tem duas estações bem definidas um inverno seco e
um verão úmido e chuvoso. No inverno o fator continentalidade sobre essa região fica mais
marcantes, decorrente a predominância de uma grande massa de ar seca e fria.
Na região extratropical do Hemisfério Sul, se observa variações atmosféricas mais
rápidas resultante das maiores amplitudes térmicas, que tendem a se amplificar, manter e
gerar os sistemas meteorológicos. No interior dessa região, diferente do semiárido nordestino,
não se observa um clima quente e seco, isso devido ser uma região de encontro de massar de
ar com características termodinâmicas distintas (polar e continental), que favorece a formação
das zonas frontais.
22
4 MODULADORES DO CLIMA
4.1 Massas de ar
As massas de ar são definidas como grandes parcelas de ar, que por contato
prolongado com a superfície das regiões onde se originaram, adquirem características
termodinâmicas próprias (temperatura, umidade). Ao se deslocarem, as massas de ar
interagem entre si e com a superfície da terra, gerando alterações nas condições
meteorológicas (QUADRO e BECK, 2003). Elas ocupam um grande volume de ar, cobrindo
centenas de quilômetros cúbicos da atmosfera e deslocam-se em função da circulação
atmosférica, ou seja, nas zonas com circulação anticiclônica quase-permanente, como por
exemplo, os anticiclones quentes subtropicais e os anticiclones frios das regiões polares. Sua
extensão horizontal e sua formação depende basicamente da extensão da superfície de origem.
Sua permanência as força adquirir características apropriadas, cuja extensão vertical é
influenciada muito pelo tempo de permanência em contato com a superfície.
Uma fez formada, as massas de ar podem manter suas características termodinâmicas
durante muitos dias, começando a perder suas propriedades quando se deslocam em direção
ao equador e\ou aos polos. Salienta-se que, em relação as suas regiões de origem, as massas
de ar de apresentam características térmicas e de umidade que as definem, sendo classificada
como: quente (Equatorial-E e Tropical-T), fria (Polar-P, Ártica ou Antártica-A), muito úmidas
(Marítima-M) e pouco úmidas (Continental-C).
A relação entre massas de ar frias e a quentes é relativa pois o conceito de quente ou
fria neste caso é em relação a outra massa próxima que se tiver uma temperatura menor esta
será considerada fria portanto a outra quente, e vise e versa.
As massas de ar Equatoriais (Continental e Oceânicas) originam-se sobre as latitudes
médias nas zonas de pressões baixas equatoriais, são dotadas de elevadas temperaturas e
umidade, e forte convecção no seu interior da massa, causando nebulosidade constante e
chuvas abundantes. As massas de ar que se formam no continente Antártico e sobre o Ártico
são frias e secas, o que mantém o ar próximo à superfície e nas camadas mais próximas
estável e rasa. Forma-se preferencialmente sobre superfícies de neve, no inverno, cujas
temperaturas baixas provocam um resfriamento radiativo à superfície, que através da
23
condução, resfria as camadas mais baixas da atmosfera. No Hemisfério Norte se formam
preferencialmente sobre a Sibéria e Canadá, enquanto, no Hemisfério Sul sobre a Antártica. A
massa de ar continental Antártica (cA) atinge a Argentina, Chile, Paraguai, Bolívia e grande
parte do Brasil nos meses de inverno e início da primavera.
Já as massas de ar polar marítima (mP) se formam nas latitudes médias e altas, sobre
os oceanos, e em geral, são derivadas das massas polar continental, que se deslocaram sobre
os oceanos adquirindo umidade. No Hemisfério Norte são encontradas na costa leste da Ásia e
da América do Norte e sobre o Hemisfério Sul sobre o Argentina, Chile, Paraguai Uruguai,
Sul e Sudeste do Brasil. Por sua vez, a massa de ar marítima tropical (mT) se formam sobre os
oceanos tropicais e subtropicais e são devido a grande disponibilidade de calor e umidade
condicionalmente instáveis. Essas massas, quando penetram áreas continentais
suficientemente frias, provocam a formação de nevoeiros (neblina, onde há baixa
visibilidade), devido à inversão do perfil de temperatura (mais frio em baixo e mais quente em
cima).
Ressalta-se que a massa de ar é quente porque se desloca sobre uma superfície mais
fria, o que acarreta numa perda de calor pelo contato com a superfície mais fria (condução).
Esse resfriamento, proporciona a estratificação do ar, aumentando a estabilidade atmosférica e
consequentemente, inibe a formação de nuvens (ALMEIDA, 2016).
As principais massas atuantes no Brasil são: a massa Equatorial Continental (mEc) que
tem sua origem sobre a região amazônica continental, com características quente e úmida; a
massa Equatorial Atlântica (mEa) que se forma sobre o oceano Atlântico Sul (na região
Equatorial) e também é quente e úmida; a Massa Tropical Atlântica (mTa) que é uma massa
quente e úmida formada na região tropical do Atlântico Sul; a massa Tropical Continental
(mTc) situada na parte continental dos trópicos, caracterizada por ser quente e seca; e
finalmente a massa Polar Atlântica (mPa) que se origina nas altas latitudes, caracterizada por
ser fria e úmida (Figura 8).
O comportamento das massas de ar diferencia entre os meses de inverno e verão,
predominando ações de algumas massas com mais intensidade em relação a outra. As massas
de ar, ao se deslocarem uma na direção da outra, interagem, gerando as zonas frontais, onde
os sistemas frontais se formam. As zonas frontais são áreas de transição com características
variáveis, de grande gradiente de temperatura e pressão, que favorecem a formação de
ciclones extratropicais e subtropicais, onde ocorrem intensas variações desses elementos
24
climáticos. Sobre as zonas são encontradas tempestades, chuvas intensas, ventos, ressacas
marinhas, inundações, principalmente no extremo sul do continente, sul e sudeste do Brasil
(BORSATO e MASSOQUIN, 2019).
Figura 8 - Classificação das massas de ar segundo a sua origem. Os círculos representam os centros
dispersores das massas de ar que atuam na América do Sul e Brasil.
Fonte: Torres e Machado (2008).
4.2 Fenômenos Oceânicos: El Niño e La Niña
Os fenômenos El Niño e La Niña de interação oceano-atmosfera, que está relacionada
a alterações nos padrões climatológicos da Temperatura da Superfície de Mar (TSM) e nos
padrões dos ventos alísios região do Pacífico Equatorial. Essas alterações na TSM ocorrem
entre a Costa Peruana e no Pacífico Equatorial, o que provoca mudanças na circulação da
atmosfera, modificações nas células de Hadley e Walker, causando fenômenos como secas e
enchentes em várias partes do globo.
Em anos normais, sem anomalias frias ou quentes acima, as águas do Oceano Pacífico
Equatorial Oeste são mais quentes em comparação com aquelas encontradas na costa oeste da
América do Sul. Com águas do oceano no Pacífico Equatorial Oeste mais quentes, observa-se
25
mais evaporação nessa área e formam-se nuvens de grande desenvolvimento vertical. Sobre o
Oceano Pacífico Equatorial Oeste o ar sobe e desce no Pacífico Leste (junto à costa oeste da
América do Sul).
Em anos de El Niño (EN) observa-se o aquecimento anormaldas águas superficiais e
sub- superficiais do Oceano Pacífico Equatorial Leste (Figura 9). A baixa pressão fica
localizada mais para leste do Pacífico Equatorial do que em condições normais e os ventos
alísios enfraquecem. Com isto, todo o oceano Pacífico Equatorial começa a aquecer, gerando
evaporação e formando nuvens, com movimento ascendente. Em anos de EN nota-se uma
mudança de posição do ramo ascendente da célula de Walker sobre o Pacífico Equatorial.
Dessa forma, formam-se dois ramos descendentes: um na região que compreende o Nordeste
Brasileiro e parte da Amazônia e outro na região da Indonésia (Figura 9).
Em anos de La Niña (LN) ocorre o contrário, ou seja, o resfriamento anormal das
águas superficiais do Oceano Pacífico Equatorial Leste (Figura 10). Os ventos alísios ficam
mais intensos e a célula de Walker fica mais alongada que o normal. As águas mais quentes
geram baixas pressões, que mantém a convecção sobre o nordeste do Oceano Índico, oeste do
Oceano Pacífico e Indonésia, causando assim, uma grande quantidade de chuvas. Por sua vez,
sobre o Pacífico Equatorial Central e Oriental ocorrem movimentos descendentes da célula de
Walker, inibindo, e muito, a formação de nuvens de chuva. Os eventos de EN e LN tendem a
se alternar a cada 3-7 anos. Porém, esses eventos tendem a ser intercalado por condições
normais. Durante o evento EN o máximo de aquecimento é geralmente observado nos meses
de verão (dezembro a fevereiro). As La Niñas têm períodos menores que os El Niños de
aproximadamente 9 a 12 meses, enquanto os El Niños têm períodos entre 3 e 5 anos.
Figura 9 - Circulações oceânicas e atmosféricas em condições de EN sobre o Pacífico Equatorial.
Fonte: CPTEC/INPE
26
Figura 10 - Circulações oceânicas e atmosféricas em condições de LN sobre o Pacífico
Equatorial.
Fonte: CPTEC/INPE
4.3 Bloqueios Atmosféricos
Os Bloqueios Atmosféricos são fenômenos meteorológicos associado a um anticiclone
anômalo semipermanente, localizado em torno de 60º de latitude, em ambos os hemisférios.
Devido seu escoamento mais meridional, esses fenômenos acabam modulado o clima das
áreas adjacentes (MENDES, et al., 2005). Os sistemas transientes de oeste, como as frentes
frias, ciclones e anticiclones, são desviados das suas trajetórias comuns, podendo permanecer
estacionários ou deslocar-se na periferia do anticiclone de bloqueio (MARQUES e RAO,
1996 ; MENDES, et al., 2007).
Os bloqueios no Hemisfério Sul (HS) formam-se, preferencialmente, sobre o leste da
Austrália (especificamente sobre a região central-leste do Pacífico Sul) e sobre a região
sudeste da América do Sul. Quanto a duração desse fenômeno no HS, os bloqueios têm, em
média, duração menor do que aqueles no Hemisfério Norte (WIEDENMANN, et al., 2002).
No HS, os bloqueios vão desde 5 dias até 2 semanas (MARQUES, 1996)
Uma vez estabelecido um bloqueio atmosférico no Hemisfério Sul (Figura 11),
verifica-se que a as frentes frias e os ciclones extratropicais, avançam sobre os flancos sul e
norte do anticiclone de bloqueio. O movimento das altas de bloqueio é relativamente lento,
persistindo por vários dias, até começar a desaparecer, quando a pressão cai lentamente
(MARQUES, 1996). Assim, em uma situação de bloqueio são observadas as seguintes
características:
27
1) O escoamento zonal básico divide-se em dois ramos (REX, 1950);
2) O deslocamento do anticiclone anômalo, dado pelo seu centro, é menor do que
25° de longitude, durante o período total de atuação do bloqueio (VAN LOON,
1956);
3) uma forte transição do escoamento zonal para o escoamento meridional é
observada na região de bifurcamento do Jato (MARQUES, 1996);
4) Contudo, essas características (1,2, e 3) ocorrem simultaneamente, num período
mínimo de cinco dias (MENDES, et al., 2007).
Figura 11 – Composto das anomalias da altura geopotencial em 500 hPa no período de 1979 a 2015,
em uma situação de bloqueio atmosférico sobre o Pacífico Sudeste (à oeste da América do Sul). As
baixas e altas pressões são assinaladas pelas letras B e A, respectivamente.
28
5 CLIMAS DO BRASIL
Diferente do tempo, no qual se observa a variabilidade das características da atmosfera
na escala de horas a poucos dias, portanto, em um período menor. O clima é observado em
períodos mais longos e duradouros (maiores que 30 anos), onde a sazonalidade de sistemas
meteorológicos é determinante para as configurações médias da atmosfera. Um aspecto
importante quanto a sazonalidade de alguns sistemas é a presença na formação das ZCIT
(MARENGO, 1992 ; MOLION, 1987), que tem sua posição mais ao norte no verão do
Hemisfério Norte (~10N), e se aproximando do Hemisfério Sul no verão (~2S)
(HASTENRATH e HELLER, 1977; CITEAU et al., 1988). Assim, a ZCIT terá sua variação
dentro do período anual, em consequência da variação anual do ciclo solar (ver tópico 6.1).
Segundo Gan (1993), a circulação atmosférica sobre a América do Sul sofre
influências da variação sazonal da radiação solar, que chega à superfície da terra, e da
distribuição dos continentes e oceanos. Estas influências ficam bem nítidas, quando se
compara o escoamento dos altos níveis nos meses de inverno e de verão, ou seja, o
escoamento na superfície de 200 hPa, em julho, tem um carácter mais zonal sobre as latitudes
subtropicais, já em janeiro quando é observado um anticiclone com centro sobre a Bolívia
(conhecido como Alta da Bolívia - AB), o escoamento é mais meridional. É importante
ressaltar que, em geral, é nos meses de verão e primavera do HemisférioSul, que a atmosfera
apresenta as maiores variações espaciais e temporais do vento e da precipitação.
As monções é outro exemplo de sistemas sazonal, e está relacionada ao aquecimento
diferenciado continente-oceano. Ela é geralmente definida como sendo uma reversão sazonal
dos ventos entre os meses de verão e inverno. Nos meses de verão, os ventos sopram dos
oceanos frios para os continentes mais quente, enquanto nos meses de inverno os ventos
sopram dos continentes frios para os oceanos mais quentes (MORAN e MORGAN, 1986).
A característica dominante das monções é que elas têm duas fases distintas: a primeira
úmida, que ocorre no verão, favorece a uma estação chuvosa, no qual os ventos quentes e
úmidos sopram do oceano; a segunda seca, que ocorre no inverno, favorece a uma estação
mais seca, onde há reversão dos ventos, os quais trazem ar frio e seco do continente para o
oceano.
29
O sistema de monção é sentido em várias partes do mundo (Asia, Austrália, América
do Norte e América do Sul e Índia), sendo a monção da Índia a mais importante, pois está
associada a grande volume de água na região (KHROMOV, 1957). Por fim, as principais
características atmosféricas associadas ao sistema de monção na América do Sul são:
● A presença da Alta da Bolívia (AB) sobre a região central da América do Sul (AS);
● A presença do cavado do nordeste (CN);
● A presença da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) 4- A presença da
Zona de Convergência Intertropical (ZCIT);
● A presença da baixa do chaco (BC);
● A presença do jato em baixos níveis (JBN).
Nos meses de inverno e início da primavera (junho a setembro) o continente é mais
frio do que o oceano, uma vez que, ele aquece menos e perde mais calor durante esse período.
Entre os meses de junho e setembro, o centro-sul do Brasil experimenta frequentes incursões
de ar frio associadas à ocorrência de temperaturas mínimas baixas e extremas. Em alguns
anos, essas incursões podem ocorrer a partir de maio (Escobar, 2007).
Ainda nos meses de inverno, são verificados baixos valores de umidade relativa em
grande parte das Regiões Sudeste e Centro-Oeste do Brasil, em parte, devido a permanência
de uma alta pressão fria e seca sobre essas regiões. A presença dessa alta pressão, em
superfície, associada a frente fria, e o avanço da Alta Subtropical do Atlântico Sul (ASAS)
favorecem a ocorrência de ventos de sudeste, que transportam ar frio marítimo desde o
Atlântico Sul até regiões tropicais,provocando fortes declínios de temperatura. A esse
fenômeno denomina-se de “friagem”.
30
6 ALGUNS SISTEMAS METEOROLÓGICOS ATUANTES NO BRASIL
A partir da visão geral da circulação em grande escala, escala sinótica e circulação
local é possível observarmos à formação, manutenção e posicionamento dos sistemas
meteorológicos (ORLANSKI, 1975). A complexidade de formação desses sistemas é tão
grande que, cada um deles demandaria uma descrição muito longa; por esse motivo, nesse
trabalho faremos uma síntese das principais características. Os sistemas meteorológicos são
classificados segundo sua escala temporal e espacial e são apresentados, a grosso modo, pela
escala de classificação de ORLANSKI (Figura 12). Só a partir de Fugita (1981), que as
escalas micro, meso e meso escalas foram devidamente separadas, onde foi incluída a escala
sinótica.
Figura 12 - Divisão Racional de Escalas Espaço-Temporais.
Fonte: ORLANSKI (1975)
6.1 Jato Polar e Jato Subtropical.
Segundo a Organização Meteorológica Mundial (OMM, 1992) a corrente de jato é
definida como uma corrente de ar na forma de um estreito cano, quase horizontal, localizado
próximo à tropopausa (~9 a 15 km), cujo eixo localiza-se ao longo de uma linha de velocidade
máxima e de fortes cisalhamentos horizontais e verticais do vento. Eles têm sua origem no
forte gradiente térmico à superfície, consequente do encontro das massas de ar frio e quente
que geram as zonas frontais (PALMÉN e NEWTON, 1969).
31
As zonas frontais polar e subtropical, em ambos os hemisférios, propiciam a formação
das correntes de jato, que recebem a denominação do local de origem. A corrente de jato polar
se forma sobre a zona frontal polar e está localizada em média entre as latitudes de 35º e 60º
(PEZZI et al, 1996). Já a corrente de jato subtropical está situada, em média, entre as latitudes
de 20ºS e 35ºS, ou seja, no limite da célula de Hadley (PALMÉN e NEWTON, 1969). Na
Figura 13, pode-se observar a localização das zonas frontais polar e subtropical e suas
respectivas correntes de jato.
Figura 13 - Secção transversal vertical através do HS mostrando a posição do jato polar (Jp) e do jato
subtropical (Jst). Corte vertical da componente zonal média do vento correspondente a dezembro de
1998.
Fonte: ANTICO E BERRI (2004).
Os Jatos Polares (JP) têm variações maiores no deslocamento, quando comparados
com os Jatos Subtropicais. Eles têm um papel fundamental nas condições de tempo em
latitudes médias, pois além de fornecer energia para a formação de tempestades em superfície,
ele também dirige suas trajetórias. Sua observação através do imageamento por satélite
permite acompanhá-los que é importante para a previsão de tempo, uma vez que, eles são
seguidos pelas frentes frias.
O JP apresenta velocidade média de 125 km/h, no inverno, e cerca da metade no
verão. A velocidade pode chegar a 350 km/h. Essa diferença sazonal ocorre por causa do
32
gradiente mais forte de temperatura, nas latitudes médias, durante o inverno. O JST é
relativamente constante em sua posição em determinada estação do ano, e predomina nos
campos médios sazonais do vento (PEZZI et al, 1996).
É importante ressaltar que, o acoplamento entre as frentes (frias e quente) e o JP,
ocasionam fortes tempestades, ressacas, inundações, que podem ocorrer sobre o oceano e/ou
continente com consequências graves, danos materiais, humanos, meio ambiente entre outros
e sua presença também modula o clima.
Durante o verão, no HS, o JP fica restrito a latitudes mais altas, tendo sua posição mais
ao norte, em comparação com o inverno. O JST também pode atingir mais latitudes baixas;
contudo, nesse caso, ele sempre aparecerá acoplado ao JP, que por sua vez, estará associado
aos sistemas frontais.
6.2 Jatos de Baixos Níveis
Os Jatos em baixos níveis (JBN) são escoamentos intensos do vento meridional que
ocorrem pelo lado leste, na baixa troposfera, ao longo de cadeias de montanhas (Figura 14).
Eles estão associados ao movimento em larga escala, e se estendem das regiões tropicais até
as médias latitudes. Os JBN cobrem grandes áreas territoriais localizada à leste de uma
topografia elevada como é o caso das Montanhas Rochosas nos EUA e os Andes na AS. Estas
duas regiões têm dinâmicas semelhantes e bloqueiam a circulação em baixos níveis, no
sentido zonal provocando assim a canalização do vento.
Na América do Sul, o JBN ocupa uma região estreita horizontalmente a leste dos
Andes, cujo sentido Noroeste para o Sul favorece o transporte umidade e ar quente, nos níveis
de 1 a 2 km de altura (BONNER, 1968 ; MARENGO et al., 2004). Ele se estende da
Amazônia a Bacia do Prata onde é potencialmente favorável a tempestades severas.
A deflexão dos ventos alísios que cruzam a bacia Amazônica a topografia elevada do
Andes e as variações dos ventos de oeste que cruzam o norte da Argentina são os mecanismos
de formação do JBN sobre a América do Sul (VERA, et al., 2006). Os ventos alísios, que
cruzam Amazônia, ao encontrar a cadeia dos Andes desviam-se no sentido Noroeste para o
Sul do continente, sofrendo mudanças por causa da barreira topográfica que os Andes
impõem.
33
Sua ocorrência o ano todo, além de favorecer o transporte de umidade da Amazônia
para as Regiões Sul e Sudeste, contribui para a mudança da vegetação local e a variação do
campo de pressão ao Norte da Argentina. O JBN à leste dos Andes, tem um importante papel
na formação do distúrbio ciclônico (Complexos Convectivos de Mesoescala) que, por sua vez,
contribui para a intensificação e sustentação do jato. Segundo Bonner (1968), o JBN apresenta
vento meridional de norte em 850 hPa, com velocidade em torno de 12 m/s e um
cisalhamento vertical do vento entre 850 hPa e 700 hPa. Esse cisalhamento vertical, abaixo
3000 m, tem velocidade superior a 6 m/s, onde predominam o vento meridional.
Figura 14. Modelo conceitual do jato de baixos níveis ao leste dos Andes que transporta umidade da
Amazônia (flecha azul) e do oceano Atlântico Subtropical (fecha verde)
Fonte: Marengo et al., 2004.
6.3 Sistemas Frontais
As regiões de encontro entre massas de ar, com propriedades físicas distintas
(PALMÉN e NEWTON, 1969), formam zonas frontais onde se localizam os sistemas frontais.
Essas zonas frontais tem como característica ter um forte gradiente de temperatura, umidade e
pressão. Dependendo das características de suas variáveis meteorológicas podem resultar em
diferentes condições de instabilidade. Essas instabilidades podem ser intensas, caso os
gradientes de temperatura, e consequentemente, pressão, estejam elevados favorecendo assim
34
o aumento do cisalhamento do vento e a convecção profunda (Cbs).
Por sua vez, os sistemas frontais são formados por uma frente quente, uma frente fria e
um sistema de baixa pressão. A frente quente ocorre quando uma massa de ar quente se
desloca sobre uma superfície antes ocupada por uma massa de ar frio, recuando, portanto, o ar
frio e avançando o ar quente. A rampa da massa de ar frio é o limite que separa as duas
massas de ar, apresentando uma inclinação bastante gradual (Figura 11a). Assim, o ar quente
ascende sobre o ar frio que é mais denso, e à medida que o ar quente avança sobre o ar frio,
esse se expande, resfriando-se e condensando-se. As frente quentes favorecem a formação
gradual de nuvens estratiformes e precipitação fraca. O avanço mais lento da massa quente e a
pouca turbulência favorece a formação de nuvens de características Cirrus, Cirrustatus e
Altostratus (ANDRADE, 2005). Já mais próximo da frente quente, em torno de 300 km,
surgem as nuvens stratus e nimbostratus que podem precipitar. Note-se que a precipitação
associada a frente quente ocorre na dianteira da frente, um pouco antes da frente chegar.
As Frentes frias ocorrem quando o ar frio de desloca sobre uma frente quente (Figura
11b). Essas frentes têm uma inclinação mais brusca e intensa do que a quente. As frentes frias
têm uma velocidade superior àquela observada nas frentes quentes,portanto, as condições de
contorno desse tipo de frente são muito mais intensas, com gradientes mais intensos, ventos e
cisalhamento mais fortes (ANDRADE, 2005). Sua chegada é precedida quase sempre de
nuvens Cirrustratus e Cirrus, em altos níveis, na condição pré-frontal. O ar frio mais denso,
força o levantamento do ar quente, que expande, resfriando-se e condensando-se, o que
ocasionam uma precipitação mais intensa, embora de menor duração. Antes da sua chegada,
verifica-se um aumento da temperatura e uma diminuição da pressão. Na região da frente fria,
no eixo de inclinação, se localiza-se nuvens de grande desenvolvimento vertical
(Cumulonimbus-Cbs). Após sua passagem, é observada a queda da temperatura e dias de céu
claro, associada a alta pressão que se localiza na retaguarda da frente fria. Já as frentes
estacionarias ocorrem quando não há deslocamento de uma massa de ar sobre a outra,
podendo ficar estacionaria por alguns dias.
Uma frente é dita oclusa ocorrer quando a frente fria, por ser mais rápida, avança sobre
a frente quente (YNOUE, 2017). Essa oclusão é classificada como oclusão fria quando o ar
atrás da frente fria é mais frio do que o ar que está atrás da frente quente, caso seja menos frio
a oclusão é quente.
35
6.4 Zona Convergência Intertropical
A Zona de Convergência Intertropical -ZCIT é um sistema de grande escala (NOBRE
e MOLION, 1986) capaz de transportar e transferir grandes quantidades de calor e umidade,
principalmente dos oceanos para o ar. Esse transporte se dá pelo ramo ascendente da cédula
de Harley sobre a região equatorial nos baixos níveis da troposfera para os altos níveis,
seguindo para as médias e altas latitudes como parte do balanço térmico global.
Esse circuito de escoamento em formato de célula ocorre devido a intensa radiação
solar na faixa do Equador acentuando as baixas pressões a superfície concomitante a
convergência em baixos níveis dos ventos alísios de Nordeste e Sudeste (oriundos dos
hemisférios Norte e Sul) e acarretando divergência nos níveis superiores. Esse escoamento em
níveis superiores passa por resfriamento adiabático, seguido da condensação e precipitação,
levando a formação e circulação dos ventos contra alísios que se dirigem as médias e altas
latitudes. Uma parte desses ventos sofre subsidência (zonas de cinturões anticiclônicos)
aquecendo voltando a ser alísios novamente, completando o circuito da célula de Hadley.
A ZCIT é a principal fonte de precipitação nos trópicos causando mau tempo sobre
extensa área com forte desenvolvimento e cobertura vertical de nuvens convectivas. Outras
características das ZCIT além de sua região de formação e convergência dos alísios, também é
uma região de grande confluência de massas, de máxima temperatura de superfície do mar
(TSM), e de grande cobertura de nuvens convectivas com localização sobre o grande Cavado
Equatorial (HASTENRATH e HELLER, 1977). Como parte integrante da circulação geral da
atmosfera é o principal fator gerador de precipitação na região norte do nordeste brasileiro
quando sua aproximação máxima entre Março e Abril se posiciona mais ao sul.
Sua localização pode ser. observada pela cobertura de nuvens convectivas, temperatura
de brilho, temperatura de superície do mar (TSM), entre outras, pelo uso de imagens de
satélites. Também podemos observar a influência da alta subtropical do Atlântico Sul e Norte,
sobre o posicionamento latitudinal da ZCIT, e consequentemente na precipitação no nordeste
brasileiro, como caracterizado nas figuras 15a e 15b a seguir.
36
Figura 15 - Relação entre as TSMs, sistemas de alta pressão e posicionamento latitudinal da ZCIT. Em
a) estação chuvosa no NNE e b) estação seca NEE.
Fonte: Nobre e Molion (1986).
6.5 Zona de Convergência do Atlântico Sul
A Zona de Convergência do Atlântico Sul- ZCAS é definida como uma banda
persistente de nebulosidade e precipitação com orientação noroeste-sudeste que se estende
desde Sul e leste da Amazônia até o Sudeste do Oceano Atlântico Sul (CARVALHO; JONES;
LIEBMANN, 2004). Entre suas características, apresenta-se como o principal sistema de
grande escala responsável pela pelo regime de chuvas sobre as regiões Sul e Sudeste do Brasil
principalmente na primavera e verão. Esse sistema desenvolve um papel é de grande
importância no transporte de calor e umidade em baixos níveis dos trópicos para as altas
latitudes, associado a um escoamento convectivo e convergente na baixa troposfera.
O desenvolvimento desse sistema depende da atuação de um cavado a leste da
Cordilheira dos Andes associa movimentos ascendentes e orientação norte sudoeste (500 hPa)
com divergência em níveis superiores. Com a presença da alta da Bolívia em altos níveis
37
amplificando um cavado (ou um vórtice ciclônico) sobre a região Nordeste do Brasil. Esses
dois sistemas e também alta subtropical do Atlântico Sul (ASAS) e os jatos de Altos níveis
(JBN) dão sustentação e manutenção das ZCAS (FERREIRA; SANCHES; SILVA DIAS,
2004).
Algumas variáveis físicas como cobertura de nuvens, temperatura de brilho, radiação
de ondas longas, precipitação, vento zonal e meridional e umidade são utilizadas para a
identificação e acompanhamento desse sistema. Nesse sentido, a utilização de imagens por
satélite nos canais visível, infravermelho e vapor da água principalmente são as mais
utilizadas para acompanhar a evolução e desenvolvimento dessas zonas de convergências.
38
7 CONCLUSÃO
As características climáticas apresentadas nesse estudo refletem a influência de
algumas variáveis atmosféricas que sofrem controle direta/indiretamente de balanço
energético promovido pela radiação solar. Nesse sentido, foram descritos os fatores e variáveis
atmosféricos que interferem e são interferidos por alguns sistemas meteorológicos atuantes no
Brasil, com intensidade, frequência e duração variáveis.
Com suas dimensões continentais, o Brasil proporciona bons exemplos dos fatores
climáticos abordados nesta revisão, dada a sua ampla linha de costa com mais de 10.000 km
de extensão somada a suas grandes dimensões tanto no sentido norte-sul como no sentido leste
oeste (4.394km N/S e 4.319km L/O) proporciona a atuação marcante da variabilidade
latitudinal como também continentalidade em seu interior e maritimidade sobre a ampla faixa
litorânea. Centrado sobre a placa tectônica sul americana, seu relevo dotado de planícies,
planaltos, platôs e chapadas proporciona significativas variações climáticas em decorrência da
sua topografia variante.
Alguns dos sistemas meteorológicos atuantes no Brasil foram apresentados e descritos
com intuito de mostrar sua capacidade de alterar o tempo sobre diversas regiões do país,
atuando sobre os fatores condicionantes do clima estabelecido para cada região.
Essa revisão visou proporcionar um texto base, introdutório e de caráter descritivo
sobre diversos fatores climáticos e sistemas meteorológicos atuantes no Brasil a fim de
destacar a importância desses no entendimento dos padrões de tempo e clima que vivenciamos
no dia-dia.
39
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