Ponto 4

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MINAS GERAIS
CONCURSO: PROFESSOR DE AGROMETEOROLOGIA E DESENVOLVIMENTO RURAL
PONTO 4: Circulação Atmosférica
Introdução 
Quando falamos de circulação atmosférica, estamos nos referindo à dinâmica que coordena a variação e dispersão dos ventos ou correntes de ar pelo globo terrestre. Sabemos que a movimentação do ar ocorre em função das variações de pressão atmosférica, de forma que o ar que se encontra em uma região de maior pressão tende a se deslocar para zonas de menor pressão.
O mecanismo básico que articula a circulação das massas de ar no planeta é o das variações de temperatura. O ar mais frio é mais denso e desce, enquanto o ar quente é mais leve e sobe. Ao alcançar altitudes maiores, o ar quente, que estava subindo, começa a se esfriar, ficando mais pesado e descendo novamente, dando continuidade ao ciclo. Essa dinâmica, associada às variações de latitude, dá origem às células de circulação atmosféricas.
A formação das diferentes células, além das variações de pressão, decorre do fato de a incidência dos raios solares não ser homogênea. Próximo à Linha do Equador, o calor do sol é mais forte e, à medida que se aproxima dos polos, essa intensidade vai diminuindo.
existem três tipos principais de células de circulação atmosférica: célula de Hadley, célula de Ferrel e célula polar.
Na Célula de Hadley, também chamada de Célula Tropical, o ar circula em direção à Linha do Equador em baixas altitudes e retorna para a direção dos trópicos nas elevadas altitudes, com o predomínio de ventos alísios e contra-alísios.
Na Célula de Ferrel, também conhecida como Célula de Latitudes Médias, o ar movimenta-se em direção aos polos, onde se resfria e retorna para as faixas tropicais. Os ventos são predominantes de oeste e sopram em direção oposta aos ventos alísios.
Por fim, na Célula polar, os ventos deslocam-se dos polos em direção aos trópicos, onde se aquecem e retornam novamente às zonas polares. Os ventos são polares de leste e carregam sempre muita umidade, baixas temperaturas e elevada pressão atmosférica.
A circulação atmosférica é responsável pela dinâmica de circulação dos ventos, pela alteração das pressões atmosféricas, pela distribuição do calor e, consequentemente, interferem diretamente no clima da Terra.
Ciclones e anticiclones
O centro de uma massa aquecida possui baixa pressão. À medida que se afasta do centro a pressão vai aumentando. Linhas que ligam locais com mesma pressão são denominadas de isóbaras. A tendência natural é do vento soprar em direção ao centro de baixa pressão; ou seja, um centro de baixa pressão é uma região de convergência de ventos. Em virtude da influência da força de Coriolis, que atua perpendicularmente à direção dos ventos puxando-os para a esquerda, a direção final dos ventos passa a ser oblíqua às isóbaras e no sentido horário, no hemisfério sul, caracterizando uma circulação ciclônica. Portanto, no hemisfério Sul, os ciclones (baixa pressão) têm circulação no sentido horário. Tornados e furacões têm circulação desse tipo. Os furacões, por suas dimensões avantajadas, aparecem nitidamente nas imagens dos satélites meteorológicos, mostrando o sentido de sua circulação, trajetória, e velocidade de deslocamento.
Um centro de alta pressão, ou seja, um centro exportador de vento, tem circulação anti-horário, no hemisfério sul, caracterizando um anticiclone. Nos anticiclones os gradientes de pressão não são tão elevados como nos ciclones, daí as menores velocidades de ventos associados aos anticiclones.
Circulações na América do Sul
Devido a um gradiente horizontal de pressão, as massas de origem polar se movimentam em direção ao equador, atraídas pelos centros de baixa pressão. A força de Coriolis muda a trajetória dessas massas para o oeste. A presença de massas quentes situadas sobre o continente resistem a essa tentativa de avanço das massas frias, empurrando-as para o oceano Atlântico. Algumas vezes as massas frias avançam rapidamente pela Cordilheira dos Andes empurrando a massa continental quente para norte e mesmo leste, chegando até a amazônia ocidental. Esses avanços causam as chamadas friagens na Amazônia. Quando elas acontecem, significa que a massa de ar fria é muito forte, e geralmente provoca ocorrências de geadas na região sudeste.
Essa circulação sul - norte é influenciada pela presença de um caudal de ventos fortes situados a cerca de 10 km de altitude, e que flui continuamente de oeste para leste, serpenteando ao redor do globo. Esse caudal descreve uma senóide, sendo denominado de corrente de jato (jet stream). A posição do jet stream varia continuamente fazendo com que as frentes frias avancem mais ou menos pelo continente. Algumas vezes a posição da correne de jato bloqueia o avanço da massa fria, tornando-a estacionária sobre uma região por alguns dias, causando excessos de chuvas na região do bloqueio, e de estiagem nas áreas imediatamente acima dessa região. Isso explica as enchentes ora no Rio Grande do Sul e Santa Catarina, ora no Paraná e São Paulo, ora mais ao norte.
Essa circulação geral é extremamente modificada por uma série de fatores ao longo do ano (presença de oceanos e continentes, rugosidade da superfície, entre outros), tendo grande variação temporal e espacial. Um exemplo disso, são as modificações da circulação devido aos fenômenos EL NIÑO e LA NIÑA.
El Niño e La Niña.
O El Niño é um fenômeno atmosférico-oceânico caracterizado por um aquecimento das águas superficiais do oceano Pacífico Tropical e que pode afetar o clima regional e global. A La Niña é o oposto, ou seja, caracteriza-se por um resfriamento das águas superficiais do Oceano Pacífico Tropical. Alguns dos impactos de La Niña tendem a ser oposto aos de El Niño, mas nem sempre uma região afetada pelo El Niño apresenta impactos significativos no tempo e clima devido à La Niña.
Na atmosfera observa-se uma variação anômala da pressão atmosférica, entre Taiti e Darwin, chamada como oscilação do sul (OS), sendo uma resposta área ao fenômeno El Niño ou La Niña, associada a mudanças na circulação geral da atmosfera.
No que tange à agricultura, uma das conseqüências para algumas regiões do globo é a mudança no regime de chuvas, tanto em termos de precipitação pluviométrica quanto na mudança na época padrão, o que afeta o cultivo desde o plantio até a colheita. O ENOS, pelo fato de ter uma evolução lenta e gradual de vários meses de duração e também dada a disponibilidade com vários modelos de previsão desenvolvidos, merece análise e acompanhamento do público interessado para a tomada de decisões, bem como no planejamento das atividades.
Circulações e Ventos Locais
A circulação geral da atmosfera, modifica-se acentuadamente na escala de tempo e espaço, devido ao aquecimento diferenciado entre continentes e oceanos, configuração de encostas, sistemas orográficos e topografia. Assim, os ventos de superfície, que são função da circulação geral da atmosfera, podem ser modificados pelas circulações em menor escala, variando tanto diariamente como sazonalmente.
Brisas
Brisas Terra-Mar
Ocorrem devido às diferenças de temperatura e pressão entre continente e o mar, na escala diária, formando uma célula de pequena circulação. Durante o período diurno ocorre a brisa marítima, sentido mar-continente, porque o mar, demorando mais para se aquecer, torna-se um centro de alta (relativa), e o continente ao se aquecer mais rapidamente torna-se um centro de baixa pressão, fazendo com que o vento sopre do mar para a terra. Mas durante a noite, o sentido da brisa inverte-se (brisa terrestre), porque o continente se resfria mais rapidamente do que as águas do mar, invertendo os centros de alta e baixa pressão. 
Esse mecanismo existe, também, em escala anual (sazonal) envolvendo oceano e continente, com circulação na superfície ocorrendo do oceano para o continente na estação quente, e o contrário na época fria, constituindo as monções. A influência das monções é maior sobre o regime de chuvas do que sobre o de ventos,pelo transporte de vapor d’água do oceano para o continente. Embora os sistemas monçônicos ocorram em várias regiões os mais conhecidos são os do subcontinente indiano até o sudeste asiático (oceano Índico), sendo que a agricultura dessa região depende da regularidade das chuvas, que têm efeito sazonal bem pronunciado.
Brisas de Montanhas e Vales
Ocorrem devido às diferenças de temperatura entre pontos em distintas situações de relevo. Durante o dia forma-se a brisa de vale (anabática), porque em virtude do aquecimento a tendência do ar é subir. Durante a noite forma-se a brisa de montanha (catabática), em decorrência do escoamento do ar frio, mais denso,
para as baixadas.
As brisas são a parte superficial de uma circulação térmica causada pelo aquecimento diferencial dos oceanos e da superfície da terra. O ar sobe sobre as áreas mais aquecidas elevando o ar úmido que condensa, forma as nuvens e produz chuvas. O ar desce nas áreas mais frias. Por continuidade, o vento superficial sopra das áreas mais frias (onde a pressão atmosférica é maior) para as mais quentes (pressão menor), completando a circulação.
A brisa é dita terrestre quando o vento superficial associado sopra da terra para o mar, e marítima quando ocorre do mar para a terra. A brisa terrestre acontece de noite, pois a terra se resfria mais rápido do que a água, e a marítima ocorre durante o dia devido o aquecimento solar maior na terra com relação a água. 
Massas de Ar
As massas de ar são grandes volumes que ao se deslocarem lentamente ou estacionarem sobre uma região adquirem as características térmicas e de umidade da região (Fedorova, 1999). São classificadas: a) quanto à região de origem: Antártica ou Ártica (A); Polar (P); Tropical (T); e Equatorial (E); b) quanto à superfície de origem: Marítima (m) e Continental (c).
Principais tipos de massas de ar sobre a América do Sul:
cE - equatorial continental - forma-se na região amazônica (quente e úmida), causando chuvas.
mE - equatorial marítima - forma-se sobre o oceano, causando chuvas.
cT - tropical continental - forma-se na região do Chaco (quente e seca), causa poucas chuvas.
mT - tropical marítima - forma-se sobre os oceanos e causa poucas chuvas.
mP - polar marítima - forma-se na região sub-antártica (fria e seca), causa chuvas frontais.
cA - antártica continental - forma-se na região Antártica durante todo o ano.
Frentes
Frentes são zonas de transição entre duas massas de ar com temperaturas e densidades diferentes. Elas estendem-se não só na horizontal mas também na vertical. Quando uma massa de ar se desloca, a sua parte dianteira passa a ser conhecida como frente.
 	Normalmente, o ar de uma massa de ar sopra em uma direção diferente do ar da massa de ar vizinha, o que faz com que o ar convirja (se encontre) ou se empilhe, formando a zona frontal. Como o ar tem que ir para algum lugar, acaba por subir e produzir nuvens e precipitação.
 A superfície ou zona frontal pode ser caracterizada por uma ou mais propriedades descritas abaixo:
- Fortes gradientes de temperatura, umidade, vorticidade e movimento vertical na direção perpendicular à frente;
- Um mínimo relativo de pressão, isto é, uma "baixa";
 
- Um máximo relativo de vorticidade ao longo da frente;
 
- Uma zona de confluência (convergência) ao longo da frente;
 
- Forte cisalhamento vertical e horizontal ao longo da frente;
- Mudanças rápidas das propriedades das nuvens e da precipitação.
 
As frentes agem no sentido de diminuir o gradiente horizontal de temperatura, levando o ar polar para a região tropical e levando o ar tropical para a região polar. Elas causam variações na distribuição de precipitação e temperatura em quase todo o Brasil.
 
Um sistema frontal clássico é geralmente composto por uma frente fria, uma frente quente e centro de baixa pressão na superfície, representado pela letra "B", chamado ciclone. Abaixo, ilustração de um sistema frontal, para o hemisfério Sul. No hemisfério Norte, o sentido das setas é invertido.
Nas Regiões Sul e Sudeste do Brasil, os ventos em baixos níveis têm direção de nordeste, influenciados pela presença de um centro de alta pressão que fica climatologicamente situado sobre o Oceano Atlântico. Em uma situação pré-frontal (pouco antes da chegada da frente), o vento gira tipicamente para noroeste e depois para sudoeste e sudeste, na medida em que a frente passa.
 Algumas frentes atingem latitudes mais baixas, chegando na região amazônica, provocando o fenômeno conhecido como friagem. O processo de formação ou intensificação de uma frente é denominado frontogênese, e o processo de dissipação ou enfraquecimento de uma frente é denominado frontólise.
ZCIT
A ZCIT é uma banda de nuvens que circunda a faixa equatorial do globo terrestre, formada principalmente pela confluência dos ventos alísios do hemisfério norte (alísios de nordeste) com os do hemisfério sul (alísios de sudeste). O resultado dessa confluência ocasiona movimentos ascendentes do ar com alto teor de vapor d’água, ao subir na atmosfera, esse vapor se resfria e condensa dando origem ao surgimento de nuvens.
A ZCIT é o sistema meteorológico mais importante na determinação de quão abundante ou deficiente serão as chuvas no setor norte do Nordeste do Brasil. Normalmente a ZCIT migra sazonalmente no sentido norte-sul, durante o ano, e sua intensidade depende da circulação geral da atmosfera bem como do aquecimento da superfície.