Aula 05 - Conteúdo Online Circulação geral, zonas de convergência e centros de ação

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CLIMATOLOGIA
CLIMATOLOGIA
Aula 05 – Circulação geral, zonas de convergência e centros de ação.
Introdução:
A circulação geral atmosférica é atuante por causa das diferenças de radiação solar no globo terrestre. As áreas tropicais recebem mais energia do que as regiões polares, criando distinção de temperatura e pressão atmosférica. O mecanismo básico de circulação do ar na atmosfera está associado as diferenças de pressão em superfície.
Nesta aula, discutiremos a organização da circulação atmosférica, considerando as forças primárias e secundárias atuantes no Hemisférios Norte e Sul da Terra. Distinguiremos os fenômenos de criação e desenvolvimento da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) e Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), que atuam no território brasileiro. Analisaremos a organização conceitual e distribuição espacial dos centros de pressão atmosférica, com destaque para o Continente Sul-Americano.
Objetivos:
· Reconhecer a caracterização da circulação geral do ar na atmosfera.
· Discutir os conceitos de Zona Intertropical e Zona de Convergência do Atlântico Sul. 
· Analisar os principais de centros de ação da atmosfera.
A atmosfera é dinâmica e sua movimentação pode variar no espaço e no tempo. Você sabia por que a atmosfera se movimenta?
O principal motivo é a diferença de pressão atmosférica, causada pela diferença de absorção da radiação solar nos inúmeros locais do planeta.
É a radiação que se propaga na forma de onda eletromagnética. No caso desta aula, a principal fonte é o sol.
Circulação Geral do Ar:
A disponibilidade de energia tem ampla variação e já sabemos que está diretamente conectada com a pressão atmosférica e a temperatura. Perto da zona polar, a pressão atmosférica é maior, porque a temperatura é menor. A faixa equatorial, tem a pressão menor e é mais quente.
Na teoria, os ventos deveriam soprar sempre dos polos para o Equador e qualquer área que tivesse a mesma latitude, teria igual pressão, certo?
Não. É preciso considerar outros itens, como a variação topográfica (relevo), gravidade e o efeito de rotação da Terra (Coriolis).
Força de Coriolis:
É um sistema de referência em rotação uniforma, em que os corpos em movimento, quando vistos por um observador no mesmo referencial aparecem sujeitos a uma força perpendicular à direção do seu movimento.
Segundo Almeida (2016), uma parcela de ar (volume de controle) está sujeita a dois tipos de forças: primárias (gravidade, flutuação térmica e gradiente horizontal de pressão) e secundárias (atrito e Coriolis).
Figura 01 – Forças que atuam na atmosfera.
Fonte: Figura elaborada pela autora.
No Hemisfério Sul, a força de Coriolis opera na parcela de ar sempre perpendicular à direção do movimento e no sentido Oeste, ou seja, mudando a trajetória sem alterar a velocidade. O movimento do ar é reorientado para a esquerda do sentido original (ALMEIDA, 2016).
Relembre-se de que os centros de Baixa Pressão são chamados de ciclones aonde os ventos chegam; e de Alta Pressão são chamados de anticiclones, a partir de onde os ventos começam a sair
Observe a figura 02, que mostra as isóbaras regulamente espaçadas e com as respectivas circulações horizontal e vertical, para os hemisférios Norte e Sul.
Figura 02 – Distribuição média temporal da pressão (hPa) ao nível médio do mar e Efeito da força de Coriolis sobre a trajetória do vento no Hemisfério Sul.
Fonte: Varejão-Silva (2016).
A circulação atmosférica é heterogênea, exatamente por causa dos vários fatores envolvidos, que acabam não permitindo o desenvolvimento de um modelo satisfatório da circulação da atmosfera. Dentre os modelos propostos está o discutido no vídeo Ventos Alísios e Contra-alísios.
O que podemos resumir da circulação atmosférica? Há zonas de Baixa Pressão (BP) em torno do Equador e das latitudes de 60º, nos dois hemisférios. As zonas de Alta Pressão (AP) ocorrem em torno dos polos e das latitudes de 30º nos dois hemisférios (Torres e Machado, 2008).
Segundo os autores, em resposta a esses padrões de distribuição de pressão, há seis sistemas principais de ventos em superfície, sendo três em cada hemisfério (Figura 03).
Figura 03 – Ventos que atuam na Circulação Geral da Atmosfera.
Fonte: Figura elaborada pela autora.
A circulação dos ventos acontece, também, na alta Troposfera. Se o vento corre para Sul, na superfície, no topo da Troposfera, quer dizer que ele corre em sentido contrário, formando um ciclo.
A superfície do mar é um ponto de Baixa Pressão e há convergência de ar. Quando esses ventos se encontram, tendem a subir. Quando chegam no meio da Troposfera, eles se dispersam, como mostra a Figura 04.
Figura 04 – Relação entre padrões divergentes, movimentos verticais e pressão.
Fonte: Rodrigues e Barata (2016).
Em áreas de anticiclone (AP), os ventos estão em Alta Pressão e caem com muita força no meio da Troposfera. Quando eles chegam à superfície, se dispersam.
Imagine na forma tridimensional, como mostrado na Figura 05. Ventos “correndo” em superfície e ventos “correndo” na alta Troposfera, formando um ciclo; as diferenças de pressão atmosférica entre polos e Equador; e as faixas de Alta e Baixa Pressão das latitudes médias.
Figura 05 – Modelo de circulação meridional da atmosfera, mostrando os ventos à superfície e as áreas de Alta (A) e de Baixa (B) pressão. Nota-se a espessura da Troposfera muito exagerada.
Fonte: Varejão-Silva (2016).
Ventos alísios de Nordeste. Observe a Figura 5A. Os ventos correm para Sul e levemente para Oeste (Noroeste), em superfície. Na Figura 5B, os ventos, ao chegarem no Equador, chocam-se com os ventos contrários (Alísios de Sudeste) e ascendem na atmosfera. Quando chegam no topo da Troposfera, mudam de sentido e passam a correr para Nordeste (Norte + Leste). Ocorre o mesmo fenômeno com os demais ventos.
Considerando o trabalho de Varejão-Silva (2016), há três células de circulação meridional em cada hemisfério:
Figura 06 – Células de circulação de ar atuantes na Troposfera.
Fonte: Varejão-Silva (2016).
Observe a Célula de Hadley. Na América do Sul, os ventos voltam à superfície perto de São Paulo, Mato Grosso do Sul e Paraná.
Se os ventos chegam secos, por que não temos desertos nessa região, tal como acontece em vastos territórios, na mesma latitude, em diferentes continentes?
Zona de Convergência:
Você já ouviu ou leu reportagens mencionando uma "Zona de Convergência Intertropical", que justifica a ocorrência de chuvas no Nordeste e Norte do território brasileiro?
Acompanhe as notícias:
Segundo os meteorologistas, na sexta-feira (14) as precipitações devem se intensificar na Região Metropolitana de Fortaleza. A Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) deve permanecer favorecendo as chuvas durante o fim de semana.
A previsão é de que o período chuvoso no Piauí persista até maio, com a forte influência da Zona de Convergência Intertropical. Os maiores volumes são esperados para a região norte do Estado, com diminuição das chuvas nas cidades mais ao sul.
Os últimos dias, tem chovido com frequência na costa norte do. Somente a Bahia que está sob a influência de uma massa de ar seco que inibe a ocorrência de chuva. A maior parte da chuva que cai sobre o litoral norte do Nordeste está relacionada ao tempo quente e úmido sobre a região e a áreas de instabilidade associadas à ZCIT - Zona de Convergência Intertropical que estão bastante ativas.
É uma área com reunião de ventos de origens diferentes. No caso da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), essa reunião dos ventos acontece entre os Trópicos de Câncer e Capricórnio.
Na faixa perto do Equador, onde há Baixa Pressão atmosférica, a aproximação dos ventos alísios nos dois hemisférios cria a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT). Quando os ventos convergem, ascendem e criam as chuvas convectivas, muito comum na Amazônia. Esses ventos circulam sobre o oceano, levando muita umidade para o seu destino.
Considerando que o Equador térmico oscila entre os verões do Hemisfério Norte e do Hemisfério Sul e queo efeito continentalidade também é uma realidade importante, a ZCIT tende a mudar de lugar ao longo do ano.
A Zona de Convergência Intertropical é o fenômeno responsável pela maior parte das chuvas nos continentes cortados pelo Equador (África, América e Ásia). No Brasil, as regiões norte e nordeste são as mais afetadas pela ZCIT.
Na Figura 07, temos um exemplo de atuação da ZCIT na porção meridional do território brasileiro, em abril de 2014. Verifique as nuvens, representativas dos centros de Baixa Pressão que avançam ao longo dia para as Regiões Norte e Nordeste.
Figura 07 – Movimentação da Zona de Convergência Intertropical. Imagem do Satélite METEOSAT-9 do dia 03/04/2017.
Fonte: Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (CPTEC/INPE).
A Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) é responsável pelas chuvas em parte do Sudeste e Centro-Oeste. De acordo com Torres e Machado (2008), a ZCAS resulta da intensificação do calor e da umidade provenientes do encontro de massas de ar quentes e úmidas da Amazônia e do Atlântico Sul na porção central do Brasil e que leva grande nebulosidade para os paralelos 19º e 20º de latitude sul. Veja na Figura 08.
Figura 08 – Imagem do Satélite METEOSAT-9 do dia 04/02/2013.
Fonte: Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (CPTEC/INPE).
É fácil identificar a ZCAS na imagem de satélite, porque que ela aparece como uma faixa de nebulosidade, alongada, com orientação NW/SE. Em geral, uma ZCAS estende-se desde o sul da região Amazônica até a porção central do Atlântico Sul
Os ventos frios, procedentes do Sul, com direção aproximadamente Leste ou Sudeste (ventos polares de Este) encontram os ventos quentes, oriundos de Noroeste, ou mesmo de Oeste (ventos predominantes de Oeste). A porção da atmosfera com temperatura elevada pode conter mais vapor-d ’água e, quando esses ventos se encontram com aqueles mais frios, ocorre o fenômeno da condensação desse vapor-d ‘água, criando nuvens e chuvas.
A Zona de Convergência do Atlântico Sul ocorre predominantemente no verão, sobre a América do Sul, causando muitas chuvas no Sudeste e Sul do Brasil, resultando em enchentes consideráveis.
A faixa de nebulosidade acontece no Atlântico Sul e, também, perto da mesma faixa latitudinal, no Oceano Pacífico, formando:As Zonas de Convergência do Pacífico Sul (ZCPS), sore o centro do oceano.
A Zona Frontal de Baiu - parte oceânica (Pacífico Oeste cruzando o Japão) e Meiyu - parte continental (China).
Esses fenômenos são reunidos na nomenclatura de Zonas de Convergência Subtropical (ZCST) e estão associadas a processos pluviométricos convectivos das áreas sobre as quais se formam (Torres e Machado, 2008).
Centros de Ação:
Você já sabe que a atmosfera é dinâmica e a variação temporal e espacial da pressão atmosférica é resultante dos Centros de Ação de Alta Pressão (AP) e Baixa Pressão (B), que causam a movimentação do ar, através dos ventos, e sofrem a ação da força de Coriolis (Figura 09).
Figura 09 – Distribuição dos centros de pressão atmosférica, em julho/2016.
Fonte: Rodrigues e Barata (2016).
Esses Centros de Ação podem se mover ao longo do ano, acompanhando as estações. No inverno, os Centros de Ação Positivos (Alta Pressão - AP) são mais extensos, porque verificamos as temperaturas mais baixas. No verão, os Centros BP ficam mais extensos e atuantes do que os centros AP.
Os principais Centros de Ação Positivos dividem-se em dinâmicos, como os subtropicais, e térmicos, como os polares. Há três dinâmicos no Hemisfério Sul e dois no Hemisfério Norte.
Existem quatro Centros de Ação Negativos e outras células depressionárias de gênese sazonal sobre os continentes superaquecidos das latitudes tropicais e temperadas. Além da Zona Equatorial, das três células depressionárias mais expressivas nas zonas de 50/60º encontram-se duas no Hemisfério Norte e uma no Hemisfério Sul (Figura 10).
Figura 10 – Distribuição dos centros de ação positivos e negativos.
Fonte: Adaptados de Soares de Jesus (2017).
A pressão é variável conforme dois fatores: a temperatura e o volume. Imaginemos duas situações envolvendo um recipiente hermeticamente fechado e contendo em seu interior apenar ar.
Como sabemos, nosso planeta não recebe calor do Sol de forma bem distribuída. Em geral, as baixas latitudes recebem uma quantidade de energia muito maior que as altas latitudes.
Segundo Mendonça e Danni-Oliveira (2007), existem sete Centros de Ação na América do Sul, que aumentam ou reduzem a sua influência, de acordo com a variação da estação do ano. Veja a Figura 11.
Figura 11 – Grandes Centros de Ação da América do Sul.
Fonte: Adaptado de Mendonça e Danni-Oliveira (2007).
1. Anticiclone dos Açores:
- Localizado sobre o Oceano Atlântico, na faixa das Altas Pressões subtropicais do Hemisfério Norte;
- Quando é inverno no HN, o anticiclone torna-se mais forte, avançando até o HS;
- Interage com os ventos alísios do Nordeste;
- Ação observada na porção Norte-Nordeste do continente Sul-Americano.
2. Doldrums:
- Localizado sobre o Oceano Atlântico, na faixa das Altas Pressões subtropicais do Hemisfério Norte;
- Quando é inverno no HN, o anticiclone torna-se mais forte, avançando até o HS;
- Interage com os ventos alísios do Nordeste;
- Ação observada na porção Norte-Nordeste do continente Sul-Americano.
3. Anticiclone semifixo do atlântico sul (asas) ou santa Helena:
- Localizado no Atlântico Sul, na faixa de altas pressões subtropicais;
- Influencia a porção Central-Nordeste-Sudeste-Sul do Brasil;
- Aumenta a sua influência no inverno é um AP;
- Fonte de massas de ar frias durante o verão;
4. Anticiclone semifixo do pacífico sul (asps) ou ila de Páscoa:
- Localizado no Pacífico Sul, na faixa de altas pressões subtropicais;
- Aumenta a sua influência no inverno é um AP;
- Tem pouca influência sobre o Brasil porque a Cordilheira dos Andes funciona como barreira;
5. Anticiclone migratório polar:
- Localizado no Sul da América, em latitudes subpolares;
- Tem forte atuação sobre o Brasil durante o inverno (Alta Pressão);
6. Depressão do Chaco:
- Localizado no centro do continente Sul-Americano;
- No verão, atrai ventos quentes e úmidos da Amazônia (doldrums) para o continente (BP);
- No inverno, atrai ventos frios e secos do Anticiclone Migratório Polar;
7. Depressão do mar de weddel:
- Localizado na faixa subpolar da BP e próximo aos mares vizinhos à Península Antártica (Mar de Weddel e de Ross);
- No inverno, tem forte atuação “enviando” ventos frios e secos para a América Latina
· Exercícios:
Questão 01 – A atmosfera é dinâmica e sua movimentação pode variar no espaço e no tempo. A atmosfera movimenta-se por causa dos seguintes fatores principais:
a) Temperatura e Pressão Atmosférica.
b) Radiação e Precipitação.
c) Temperatura e Latitude.
d) Altitude e Latitude.
e) Pressão Atmosférica e Precipitação.
Questão 02 – Leia o texto a seguir: 
“A Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) é um dos mais importantes sistemas meteorológicos atuando nos trópicos, ela é parte integrante da circulação geral da atmosfera. Dentro desta circulação geral da atmosfera, existem três cinturões de ventos que são observados em cada hemisfério do planeta Terra”.
MASTER. Zona de Convergência Intertropical.
A área de atuação da ZCIT acontece:
a) Nas altas latitudes.
b) Em latitudes próximas de 85º.
c) Nas baixas latitudes.
d) Em latitudes próximas de 60º.
e) Em latitudes próximas de 45º.
Questão 03 - Os principais Centros de Ação Positivos dividem-se em dinâmicos, como os subtropicais, e térmicos, como os polares. Há três dinâmicos no Hemisfério Sul e dois no Hemisfério Norte. Existem quatro Centros de Ação Negativos e outras células depressionárias de gênese sazonal sobre os continentes superaquecidos das latitudes tropicais e temperadas. Além da Zona Equatorial, das três células depressionárias mais expressivas nas zonas de 50/60º encontram-se duas no Hemisfério Norte e uma no Hemisfério Sul.
Dentre as opções abaixo, qualdelas é um Centro de Ação Negativo do Hemisfério Sul?
a) Anticiclone dos Açores.
b) Anticiclone do Havaí.
c) Depressão do Mar de Weddel.
d) Depressão da Islândia.
e) Depressão das Aleutas.
Questão 04 - A Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) é a área que circunda a Terra, onde os ventos originários dos hemisférios norte e sul se encontram.
Observe a imagem a seguir:
Fonte: Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (CPTEC/INPE).
A Zona de Convergência Intertropical é o fenômeno responsável pela maior parte das chuvas nos continentes cortados pelo Equador (África, América e Ásia).  No Brasil, contribui principalmente para as chuvas em quais regiões?
a) Centro-Oeste e Sul.
b) Sudeste e Nordeste.
c) Norte e Nordeste.
d) Norte e Sul.
e) Nordeste e Sul.
Questão 05 - Globalmente, os principais centros de ação positivos, que atuam na configuração climática do Globo, dividem-se em dinâmicos, como os subtropicais, e térmicos, como os polares, podendo ser encontrados 3 dinâmicos no Hemisfério Sul e 2 no Hemisfério Norte.   
Os centros de ação negativos sobre a superfície da Terra são 4, mas outras células depressionárias de gênese sazonal também podem se formar sobre os continentes superaquecidos das latitudes tropicais e temperadas.
Dentre as opções abaixo, qual delas é um centro de ação negativo do Hemisfério Sul?
a) Depressão da Islândia.
b) Depressão das Aleutas.
c) Depressão do Mar de Weddel.
d) Anticiclone do Havaí.
e) Anticiclone dos Açores.
Zona de latitudes médias: no Hemisfério Norte, os ventos preominantes do Oeste deslocam-se, em superfície, para o nordeste. Na latitude 600 encontram-se os ventos polares do Leste e ascendem. Na troposfera, esses ventos retornam, criando condições para a Célula de Ferrel. No Hemisfério Sul, o fenômeno se repete.
Faixa Tropical: no Equador, os ventos alísios se reúnem e, com a convergência, sobem e se deslocam para as latitudes médias (ventos contra-alísios) e depois ''caem'' perto da latitude 30o (Norte-Sul), formando o que chamamos de Célula de Hadley.
Região Polar, também chamada de Célula Polar.