DINÂMICA DO AR ATMOSFÉRICO AULA

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DINÂMICA DO AR ATMOSFÉRICO
Prof. Flávio Pimenta de Figueiredo
ICA/UFMG
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COMPOSIÇÃO DA ATM
Nitrogénio75.024%
Oxigénio18.9463%
Árgon0.734%
Dióxido de Carbono0.038%
Vapor de Água2%
Outros0.002%
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DINÂMICA DO AR ATMOSFÉRICO
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FORÇAS QUE ATUAM NA ATMOSFERA
Força de gravidade;
Força de gradiente de pressão;
Força de Coriolis;
Força de atrito.
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FORÇA DE GRAVIDADE
De todas as forças que atuam na atmosfera, certamente a Força da Gravidade é a mais familiar. A força da gravidade, que faz com que todos os corpos sobre a Terra sejam atraídos pra o centro dela, modifica somente a componente vertical do vento. 
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FORÇA DE GRADIENTE DE PRESSÃO
Força do Gradiente de Pressão, surge devido às variações espaciais (o que chamamos de gradiente) no campo da pressão. O conceito de pressão atmosférica vem da teoria cinética dos gases, e pode ser definida como sendo a força exercida pela colisão das moléculas do ar, em movimentos aleatórios, sobre uma superfície qualquer. A diminuição gradativa da massa do ar quando se vai para os níveis mais altos faz com que o peso, ou seja a pressão, diminua com a altura. Entretanto, são esses pequenos gradientes horizontais uma das principais causas (ou força) que provoca o movimento do ar. Quanto maior o gradiente horizontal de pressão, maior será a força do gradiente de pressão e, por conseguinte, a aceleração. 
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FORÇA DE CORIOLIS
. Essa força só aparece após a parcela de ar  entrar em movimento e é devido ao fato de que os ventos (aqui entendido como o movimento do ar em relação à  Terra) são observados em um referencial fixo na superfície. Como a terra é um referencial “não inercial”, para um observador na superfície isso vai implicar no aparecimento de uma “força fictícia”, que é a Força de Coriolis.  Portanto entendemos que a Força de Coriolis, no hemisfério Norte, que possui um giro anti-horário, a Força de Coriolis age sempre no sentido de desviar o movimento para a direita. No caso do hemisfério Sul, a Força de Coriolis age no sentido de desviar o movimento  para a esquerda. 
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FORÇA DE ATRITO
Esse tipo de força é também familiar a todos nós, e aparece após o movimento das parcelas de ar. Essa força faz com que um corpo em movimento e em contato com uma superfície pare após um certo tempo, através do atrito do corpo com as rugosidades da superfície.  Esta força só é  importante nas primeiras centenas de metros da atmosfera, próximo à superfície e depende da velocidade das parcelas de ar, das características da superfície (rugosidade), e do gradiente vertical de temperatura. 
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Força da Gravidade: acelera o ar para baixo, mas não modifica a componente vertical do vento. 
Força do Gradiente de Pressão: Acelera o ar das regiões de alta pressão para as regiões de baixa pressão. 
Força de Coriolis: desvia os ventos para a direita de sua direção de movimento não Hemisfério Norte, e para a esquerda no Hemisfério Sul. 
Força de Atrito: desacelera os ventos próximos à superfície. 
Fazendo-se um resumo de todas as forças, temos que:
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 A LATITUDE é a distância ao Equador medida ao longo do meridiano de Greenwich. Esta distância mede-se em graus, podendo variar entre 0º e 90º para Norte ou para Sul. Por exemplo, Lisboa está à latitude de 38º 4´N, o Rio de Janeiro à latitude de 22º 55´S e Macau à latitude de 22º 27´N. 
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ALTITUDE está relacionada a um ponto na superfície terrestre em relação ao nível do mar
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A LONGITUDE é a distância ao meridiano de Greenwich medida ao longo do Equador. Esta distância mede-se em graus, podendo variar entre 0º e 180º para Este ou para Oeste. 
Por exemplo, Lisboa está à longitude de 9º 8´W, o Rio de Janeiro à longitude de 34º 53´W e Macau à longitude de 113º 56´E. 
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Circulação atmosférica
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MASSA DE AR
Massa de ar é uma parcela extensa e espessa da atmosfera, com milhares de quilômetros quadrados de extensão, que apresenta características próprias de pressão, temperatura e umidade, determinadas pela região na qual se origina. Devido às diferenças de pressão, as massas de ar que compõem a atmosfera estão em constante movimento. 
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MASSAS DE AR E FRENTES FRIAS E QUENTES
No seu movimento, as massas de ar de diferentes características de temperatura, pressão e umidade, encontram-se, dando origem ao chamado sistema frontal, que é composto, de um modo geral, por uma frente fria e uma frente quente que a antecede. 
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TIPOS DE MASSA DE AR
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O movimento da atmosfera
O movimento (tridimensional) da atmosfera se processa em diferentes escalas de espaço e de tempo.
Todas essas escalas de movimento envolvem transformações de energia (interna, potencial, ou cinética).
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Zonas climáticas da terra
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Campos de pressões
A distribuição espacial do ar na superfície é caracterizado pela pressão atmosférica.
Variação da pressão em superfície:
Distribuição da energia (aquecimento e resfriamento) 
Distribuição de umidade (ar seco x úmido) 
Movimento vertical (ascensão e subsidência)
Gradiente de pressão (advecção)
O ar converge em área de baixas pressões e diverge nas de altas pressão.
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Esquema da circulação geral da atmosfera 
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Células de circulação meridional
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Modelo de circulação meridional da atmosfera mostrando os ventos à superfície e as áreas de alta (A) e de baixa (B) pressão.
H
F
P
H
F
P
Célula Polar
Célula de Ferrel 
Célula de Hadley
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Aceleração de Coriolis
Que conseqüências advêm do fato de se analisar o movimento de corpos a partir de referenciais não inerciais?
As equações da mecânica clássica são válidas?
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Equação geral do movimento 
da atmosfera
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Aceleração Observada
Aceleração resultante de todas as forças que atuam sobre a unidade de massa
Aceleração de Coriolis
Aceleração centrífuga
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Zona de Convergência Intertropical
A faixa de encontro dos alísios de nordeste (procedentes do Hemisfério Norte) com os de sudeste (oriundos do Hemisfério Sul) é conhecida como Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) e sua posição coincide aproximadamente com a do equador térmico.
Limita a circulação atmosférica entre o hemisfério Sul e Norte.
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Zona de Convergência Intertropical 
A ZCIT se caracteriza por uma acentuada instabilidade atmosférica que favorece o desenvolvimento de intensas correntes ascendentes, com formação de grandes nuvens convectivas, geradoras de precipitação abundante.
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Circulação zonal
Na Região Tropical, além da circulação meridional decorrente da atividade das células de Hadley, existe uma circulação zonal em larga escala, devida às Células de Walker.
A circulação de Walker é atribuída basicamente ao aquecimento diferencial que se verifica entre continentes e oceanos
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Oscilação Sul
Índice de Oscilação Sul: 
IOS = Δp TAHITI - Δp DARWIN
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FRENTE FRIA
Frente fria é a borda dianteira de uma massa de ar frio, em movimento ou estacionária. Em geral a massa de ar frio apresenta-se na atmosfera como um domo de ar frio sobre a superfície. O ar frio, relativamente denso, introduz-se sob o ar mais quente e menos denso, provocando uma queda rápida de temperatura junto ao solo, seguindo-se tempestades e também trovoadas.
A chuva para abruptamente após a passagem da frente.
As frentes frias chegam a deslocar-se a 64 km/h.
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FRENTE FRIA
Provoca chuvas e trovoadas
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FRENTE QUENTE
Frente quente é a parte dianteira de uma massa de ar quente em movimento.
O ar frio é relativamente denso e o ar quente tende a dominá-lo, produzindo uma larga faixa de nuvens e uma chuva fraca e persistente e às vezes nevoeiro esparso.
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FRENTE QUENTE
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BRISA MARÍTIMA
Os ventos locais são causados pelo aquecimento desigual da superfície da Terra em uma pequena região. Este fato se torna evidente na costa marítima, onde, durante o dia o solo costeiro esquenta mais facilmente do que a água. Dessa forma, o ar logo acima do solo é empurrado para cima pelo ar frio que vem das camadas mais próximas
à água para substituí-lo. 
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BRISA DE VALE E DE MONTANHA
O ar, na vizinhança das encostas das montanhas, fica a temperatura mais elevada e eleva-se durante o dia; o ar ascendente é substituído pelo ar que se encontra nos vales. Assim, durante o dia o ar sobe a encosta. Este processo é responsável pela formação de nuvens e ocorrência de precipitação sobre as montanhas com alguma frequência no Verão e ao fim da tarde!
Durante a noite, as encostas das montanhas arrefecem. Este ar frio desce a montanha por acção da gravidade. Assim, ao amanhecer, o ar mais frio pode ser encontrado no vale. Se o ar contiver humidade suficiente, pode formar-se nevoeiro no vale.
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BRISA TERRESTRE
À noite o processo se inverte, pois o solo esfria mais rapidamente que a água. Isto faz com que o ar mais aquecido se encontre agora acima do mar e seja então empurrado pelo ar frio proveniente do solo.
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El Niño
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La Niña
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Perturbações Atmosféricas
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Massas de ar
Definição
Formação
Condições dinâmicas
Esquema da distribuição vertical da temperatura (T) e da umidade (U) em uma massa de ar formada sobre a Antártica
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Fonte: Mendonça & Danni-Oliveira
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Frente fria e quente
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EXERCÍCIO
1- Definir o vento e destacar a sua importância agronômica;
2-Explicar o processo de formação dos ventos;
3-Associar o vento aos centros de alta e baixa pressão
4- Discriminar as distintas classes dos ventos;
5- Descrever os procedimentos de medição dos ventos