Aula 8 - Unidade III - Circulação Atmosférica e Fatores Dinâmicos

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Universidade Federal de Minas Gerais
Instituto de Geociências
Departamento de Geografia
Climatologia
Prof. Wellington Lopes Assis
Unidade III - Circulação Atmosférica e Fatores Dinâmicos
3. Circulação Atmosférica
3.1 Introdução
3.2 Classificação dos Movimentos Atmosféricos
3.3 Leis do Movimento Horizontal e Vertical na Atmosfera
3.4 Modelos e Aspectos Principais da Circulação Geral da Atmosfera
3.5 Variações Sazonais na Circulação Atmosférica
3.6 Variações Diurnas na Circulação Atmosférica
Introdução
O objetivo do estudo da circulação atmosférica em escala planetária consiste em compreender
os mecanismos físicos que asseguram a manutenção do equilíbrio energético. O movimento
atmosférico é a soma de dois principais componentes:
a) Movimento do ar em relação a superfície da Terra (vento);
b) Movimento do ar em conjunto com a Terra ao girar em torno de seu eixo (Força de Coriolis).
- Há duas dimensões para o movimento da atmosfera em relação à superfície da Terra:
horizontal e vertical.
- A causa básica e fundamental do movimento atmosférico, horizontal e vertical, é o
desequilíbrio na radiação líquida, na umidade e no momentum entre as baixas e altas latitudes
e entre a superfície e a atmosfera.
- Outros fatores que influenciam a circulação atmosférica são a topografia, a distribuição das
superfícies continentais e oceânicas e a dinâmica das correntes oceânicas.
Classificação dos Movimentos Atmosféricos
● Circulação Primária: é a circulação geral da atmosfera, descrita por Barry e
Chorley (1976) como sendo os padrões em larga escala ou globais de vento e
pressão. Se mantém ao longo do ano ou se repetem sazonalmente.
- É a circulação geral que realmente determina o padrão dos climas no mundo.
Ex. Sistema de Ventos Alísios, Ventos de Oeste e Ventos de Leste.
● Circulação Secundária: existência breve e de atuação regional. Ex.: sistemas
frontais, depressões, linhas de instabilidade, anticiclones migratórios das
latitudes médias, perturbações tropicais, etc.
● Circulação Terciária: existência muito mais breve e muito mais rápida em
relação à circulação secundária, ciclos diários. Ex.: sistemas de ventos locais
como brisas marítimas e terrestre, ondas de sotavento, os ventos catabáticos e
anabáticos.
Leis do Movimento Horizontal e Vertical na Atmosfera
Há quatro principais fatores que controlam o movimento horizontal e vertical do ar
próximo à superfície terrestre, são esses:
• Força do Gradiente de Pressão: é a causa primordial do movimento do ar. O
desenvolvimento e a manutenção de um gradiente de pressão horizontal, funciona como
força motivadora para o ar se movimentar de áreas de alta pressão (AP) para áreas de
baixa pressão (BP). Diferenças horizontais na pressão são criadas por fatores térmicos
e/ou mecânicos.
AP BPVento
Leis do Movimento Horizontal e Vertical na Atmosfera
• Força de Coriolis : desde que o ar seja obrigado a se mover pela força do gradiente de
pressão, ele é imediatamente afetado pela força de Coriolis ou deflectora, que se deve à
rotação da Terra. Essa força sempre atua em ângulos retos com a direção do movimento
do ar, para a direita no hemisfério Norte e para a esquerda no hemisfério Sul.
• Aceleração Centrípeta: de modo geral a grandeza da aceleração centrípeta é pequena.
Se torna importante onde os ventos de alta velocidade se movem em trajetórias muito
curvas, como num sistema de pressão intensamente baixa.
Hemisfério Sul Hemisfério Norte
Anticiclones
Ciclones
AP
BP
BP BP
BP
Leis do Movimento Horizontal e Vertical na Atmosfera
• Força de Coriolis • Força Centrípeta
Fonte: http://www.csus.edu Fonte: http://www.webix.com.br/
Em Física clássica, identifica-se a força de Coriolis como fictícia ou inercial
devido ao fato dessa existir somente em referenciais no movimento circular em
relação a um inercial.
Leis do Movimento Horizontal e Vertical na Atmosfera
• Força de Fricção: atua próxima a superfície terrestre ajudando a controlar a velocidade
e a direção do movimento horizontal. A força de fricção se deve aos obstáculos que a
superfície da Terra oferece ao movimento do ar.
- A convergência e a divergência atmosférica também são induzidos pelos grandes
anteparados topográficos (Himalaia, Rochosas, Andes, etc.) e pelo limite terra-oceano.
VENTO
FORÇAS ATUANTES
GRADIENTE DE PRESSÃO FORÇA DE CORIOLIS CENTRÍFUGA/CENTRÍPETA
BAROSTRÓFICO
GEOSTRÓFICO
GRADIENTE
CICLOSTRÓFICO
Movimento Vertical na Atmosfera
As mesmas leis que regem a movimentação horizontal servem também para a
movimentação vertical.
CONVERGÊNCIA
SUBSIDÊNCIAASCENDÊNCIA
DIVERGÊNCIA
CONVERGÊNCIADIVERGÊNCIA
BP APSUPERFÍCIE
AP BP
Modelos da Circulação Geral Atmosférica
Vários modelos conceituais da circulação geral da atmosfera foram apresentados em
várias épocas e por diferentes pessoas. Apesar dos avanços obtidos nas últimas
décadas, nossa compreensão da atmosfera ainda é incompleta.
● Primeiro Modelo: Edmund Halley (1686)� Circulação Térmica Direta.
● Segundo Modelo: George Hadley (1735) � Circulação Térmica Direta. Incorpora
os efeitos da rotação da Terra para explicar os Ventos Alísios de SE e NE.
● Terceiro Modelo: Willian Ferrel (1856) � Modelo Tricelular com a incorporação
dos Ventos de Oeste e Ventos Polares.
- Aperfeiçoamento do modelo tricelular por Bergeron (1928) e Rossby (1941).
● Quarto Modelo: PALMEN (1951) � Modelo Tricelular incorporando os Jatos
Subtropicais (Jet Stream).
Principais Aspectos da Circulação Geral
Componentes:
● Célula de Hadley: sua posição média está entre as latitudes de 30ºN e 30ºS. Domínio
dos Ventos Alísios (NE e SE).
● Célula de Ferrel: sua posição média está entre as latitudes de 30ºN e 60ºN e entre 30ºS
e 60ºS . Atuação dos Ventos de Oeste.
● Célula Polar: sua posição média está entre as latitudes de 60ºN e 90ºN e entre 60ºS e
90ºS. Domínio dos Ventos Polares de Leste.
- A origem dos núcleos de alta e baixa pressões nas latitudes médias é função de fatores
dinâmicos, causados pelo movimentos de rotação da Terra.
- A rotação da Terra faz com que haja uma redução da coluna de ar nas latitudes
subtropicais (30º), aumentando a pressão, pois o volume é alterado.
- Também a rotação da Terra exerce influência na formação de centros de baixa pressão
frias (mais ou menos 50º/60º), dilatando a atmosfera e aumentando o volume,
consequentemente diminuindo a densidade e a pressão atmosférica.
- A continentalidade reforça o mecanismo térmico.
Circulação Geral Atmosférica
 
Equador Aleutas Polo Norte ZCA 
 Polo Sul 
TÉRMICO DINÂMICO TÉRMICO TÉRMICO DINÂMICO 
90º N 30º 30º 60º / 50º 90º S 0º 60º / 50º 
AP AP AP AP BP BP BP 
V. Polares de Leste Ventos de Oeste V. Polares de Leste Ventos de Oeste V. Alísios de SE V. Alísios de NE 
ZCIT 
CÉLULA POLAR CÉLULA POLAR CÉLULA DE HADLEY CÉLULA DE FERREL CÉLULA DE FERREL 
Fonte: http://www.recreationalflying.net
Fonte: Wellington Lopes Assis (2005)
Ferrel cell
Circulação Geral Atmosférica
Fonte: http://www.britannica.com/
Circulação Geral Atmosférica
Fonte: http://apollo.lsc.vsc.edu
Circulação Geral Atmosférica
Fonte: http://www.ux1.eiu.edu
Variações Sazonais na Circulação Atmosférica
● Causa Primordial: diferença no padrão de aquecimento entre oceanos e continentes ao
longo das estações do ano.
- No verão os continentes são transformados em centros de baixa pressão, enquanto no
inverno eles são relativamente frios, se comparados com os oceanos quentes. Ex.
Circulação Monçônica.
● Monções: inversão sazonal na direção dos ventos devido ao aquecimento diferencial
entre oceano e continente. Ocorre preferencialmente no SE e E asiático devido a duas
características básicas:
1) Grande tamanho do continente asiático, maior do mundo;
2) Efeito do Planaltodo Tibete sobre o fluxo de ar. O Planalto do Tibete é uma vasta área
de terras elevadas, que se estendem na direção Oeste-Leste, formando uma barreira
efetiva entre as massas de ar tropicais e polares (Nieuwolt, 1977).
● Monções de Inverno: ventos frios e secos. Ásia (AP)� Oceano (BP)
● Monções de Verão: ventos quentes e úmidos. Oceano (AP)� Ásia (BP)
Variações Sazonais na Circulação Atmosférica
Fonte: http://www.ux1.eiu.edu/
Variações Sazonais na Circulação Atmosférica
Fonte: http://www.ux1.eiu.edu/
Variações Diurnas na Circulação Atmosférica
Ocorrem com freqüência e regularidade diária em todos os lugares da Terra. Basicamente
tem sua origem pelo aquecimento diferencial e desenvolvimento de gradientes
barométricos entre as várias partes que compõem a superfície - origem térmica. Há dois
principais tipos de sistemas de ventos diurnos:
● Brisas Terrestres (dia) e Marítimas (noite)
● Ventos de Vale ou Anabáticos (dia) e de Ventos de Montanha ou Catabáticos (noite)
As cadeias de montanhas também exercem efeitos sobre os ventos que se movem sobre
elas:
• Rotors (ondas de sotavento – aviação)
• Föhn (montanhas da Ásia Central e Alpes)
• Chinook (porções orientais das Montanhas Rochosas)
• Bora (norte do mar Adriático, norte da Escandinávia, costa norte do Mar Negro e no
Japão).
● Brisa Marítima (dia)
● Brisa Terrestre (noite)
Fonte: http://www.physicalgeography.net/
● Vento de Vale ou Anabático (dia)
● Vento de Montanha ou Catabático (noite)
Fonte: http://www.physicalgeography.net/