Aula02-SistBaricos

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FLG 0355 – Climatologia II
Disciplina Ministrada pelo Prof. Dr. Ricardo
– Sistemas Báricos –
1 – Introdução
O presente resumo de aula apresenta os centros báricos como a gênese dos
movimentos atmosféricos e realiza algumas explicações abordadas em aula. Deve-se
ressaltar que eles serão primordiais no entendimento de um conceito muito
importante: a força do gradiente de pressão.
2 – Centros Báricos
Se estivesse completamente em repouso, a pressão atmosférica em superfície
seria de 1013,25mb ou hPa por todo o planeta, no Nível Médio do Mar – NMM.
Contudo, diversos fatores perturbam a atmosfera. Como ela se comporta como um
fluido, tenta voltar à situação de equilíbrio, fato este nunca consumado. Tal valor
será considerado uma referência padrão.
Os centros báricos serão considerados aquelas grandes parcelas da atmosfera
cujo valor de pressão medido em superfície (ou altitude) diferir da pressão média
estabelecida como padrão para a superfície (ou na altitude correspondente). Desta
maneira, os centros báricos se dividem em dois tipos:
Centros de alta pressão: são aqueles que apresentam valores da pressão
atmosférica superiores ao valor padrão, em superfície
(no NMM, por exemplo) ou em altitude, dado um nível
qualquer, com a pressão estabelecida para aquele nível.
Na simbologia das cartas sinópticas ou de tempo
significativo, serão representados pela letra H em cor
azul;
Centros de baixa pressão: são aqueles que apresentam valores da pressão
atmosférica inferiores ao valor padrão, em superfície
(no NMM, por exemplo) ou em altitude, dado um nível
qualquer, com a pressão estabelecida para aquele nível.
Na simbologia das cartas sinópticas ou de tempo
significativo, serão representados pela letra L em cor
vermelha;
H
L
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3 – Morfologia dos Centros Báricos
Os centros báricos apresentam morfologias possíveis de serem inferidas, tanto
em superfície, quanto em altitude, lembrando que estas formas servem apenas para o
entendimento humano, pois não seria possível verificar uma perfeição destas em um
ambiente de extrema mobilidade, ou seja, dinâmico. Tais configurações são
representações do comportamento ondulatório de um “oceano de águas rasas” que
nos propormos a estudar, atuando como um elemento do estrato geográfico. Nestes
termos, os centros báricos apresentam-se de dois modos, tanto para altas, como para
baixas pressões:
Centros Báricos Abertos:
Cristas: Nomenclatura específica para altas pressões, cujas ondas em
movimento, predominam sobre as baixas pressões;
Cavados: Nomenclatura específica para baixas pressões, cujas ondas em
movimento, predominam sobre as altas pressões.
Centros Báricos Fechados:
Anticiclonal: Nomenclatura para sistemas de alta pressão atmosférica,
normalmente muito vastos, com milhares de quilômetros;
Ciclonal: Nomenclatura para sistemas de baixa pressão atmosférica.
Tais centros, em si mesmos, não são tão vastos como os
anticiclones, mas os efeitos de sua influência podem ter as
mesmas proporções.
Os sistemas báricos são observados pela leitura dos medidores de pressão
atmosférica, chamados barômetros. Uma vez que o campo de pressão é mapeado,
pode-se inferir que os mesmos apresentam-se nas morfologias descritas
anteriormente através das linhas de pressões atmosféricas eqüitativas, denominadas
isóbaras (Fig.1).
Há um caso específico de situação em que dois centros de alta pressão ficam
em disposição concorrente a dois centros de baixa pressão. Tal configuração
proporciona uma área de equilíbrio onde os ventos são muito fracos, ou nulos e
recebe a denominação de Colo ou Ponto de Sela (Fig.2).
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Fig.1: Isóbaras de um campo de pressão atmosférica hipotético observado em superfície e reduzido
ao NMM para efeito comparativo. As cores empregadas nos campos de pressão têm apenas efeito
ilustrativo. A figura retrata os centros fechados (acima) e abertos (abaixo), estes últimos em forma
de onda. Notar que tais ondas não podem ser interpretadas literalmente como um comportamento
em gráfico cartesiano, pois necessitam da avaliação dos valores de pressão, distribuídos no seu
respectivo campo (fonte: FELICIO, 2004).
Fig.2: Isóbaras de um campo de pressão atmosférica hipotético observado em superfície e reduzido
ao NMM para efeito comparativo. As cores empregadas no campo acima têm apenas efeito
ilustrativo. Na figura, observam-se dois centros de alta pressão (H) e dois centros de baixa pressão
(L) disponibilizados em forma de Colo. No centro da área acinzentada o campo de vento é zero
(fonte: FELICIO, 2004).
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4 – Analogia com a Topografia
Para uma construção do pensamento geográfico e tentando elaborar uma idéia
mais didática, empregou-se uma analogia da morfologia dos centros báricos com a
topografia. Desta maneira, pretendeu-se criar uma visão de como se comportariam
tais centros na atmosfera e como esses conceitos serão úteis nos próximos
ensinamentos sobre ventos e outros movimentos gerados pelos campos báricos:
Cristas: deformação do campo de pressão atmosférica, gerado por uma onda de
grandes proporções, cuja pressão é mais alta que os arredores. Desenvolve-se no
sentido de avançar para os pontos de menor pressão atmosférica. A situação pode
ocorrer tanto em superfície, quanto em altitude (Fig.3A e B);
A B
Fig.3A e B: Analogia hipotética entre um campo de pressão atmosférica e um relevo observado pela
sua topografia em forma de “braço de morro” (A). A figura apresenta uma situação de crista, onde a
pressão atmosférica é maior no centro da onda, reduzindo para a periferia desta, mas não na sua
base (B).
Cavados: deformação do campo de pressão atmosférica, gerado por uma onda de
grandes proporções, cuja pressão é mais baixa que os arredores. Desenvolve-se no
sentido de avançar para os pontos de maior pressão atmosférica. A situação pode
ocorrer tanto em superfície, quanto em altitude (Fig.4A e B);
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A B
Fig.4A e B: Analogia hipotética entre um campo de pressão atmosférica e um relevo observado pela
sua topografia em forma de ravinamento (A). A figura apresenta uma situação de cavado, onde a
pressão atmosférica é menor no centro da onda, aumentando para a periferia desta, mas não na sua
base (B).
Centro Fechado de Alta: centro fechado de alta pressão, apresentando uma
situação já definida do campo de pressão, normalmente barotrópicos de grandes
proporções. A pressão é mais alta no centro que seus arredores. A situação pode
ocorrer tanto em superfície, quanto em altitude (Fig.5A e B);
A B
Fig.5A e B: Analogia hipotética entre um campo de pressão atmosférica e um relevo observado pela
sua topografia em forma de montanha (A). A figura apresenta uma situação de centro fechado de
alta pressão atmosférica, onde esta é mais alta no centro, com ponto culminante, reduzindo em todo
os seus arredores (B).
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Centro Fechado de Baixa: centro fechado de baixa pressão, apresentando uma
situação já definida do campo de pressão. A pressão é mais baixa no centro que seus
arredores. A situação pode ocorrer tanto em superfície, quanto em altitude (Fig.6A e
B);
A B
Fig.6A e B: Analogia hipotética entre um campo de pressão atmosférica e um relevo observado pela
sua topografia em forma de depressão (A). A figura apresenta uma situação de centro fechado de
baixa pressão atmosférica, onde esta é mais baixa no centro, reduzindo em todos os seus arredores
(B).
Colo ou Ponto de Sela: centros de alta pressão que se alternam com os de baixa, em
disposição de Sela, com dois mínimos e dois máximos (Fig.7A e B);
A B
Fig.7A e B: Analogia hipotética entre um campo de pressão atmosférica e um relevo observado pela
sua topografia em forma de Colo ou Sela (A). A figura apresenta uma situação com dois centrosde
alta e baixa, disponibilizados em forma de Colo (B).
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5 – Os Anticiclones
Como verificado acima, em uma definição resumida, são os centros fechados,
onde a pressão atmosférica é alta, em seu centro, diminuindo para a periferia.
Normalmente são associados a situações de tempo bom. São divididos em dois
tipos:
Núcleo Quente: são os anticiclones que vão se intensificando com a altitude, ou
seja, conforme se eleva, permanecem com valores de pressão superior aos valores
dos seus arredores, no nível em questão. São altamente barotrópicos, exercendo seu
predomínio em todos os níveis de altitude. Possuem uma leve inclinação para o setor
aquecido dentro da troposfera. Por se imperar a alta pressão em todos os níveis, há
dificuldade em se gerar movimentos compensatórios entre estes, reduzindo ou
inibindo diversos fluxos. São sistemas de pouca dinâmica;
Núcleo Frio: são os anticiclones que vão se enfraquecendo com a altitude, ou seja,
conforme se elevam, os valores de pressão vão diminuindo até chegarem à
neutralidade (chamado de nível de não divergência). A partir deste ponto, a pressão
começa a ser inferior aos valores dos seus arredores, no nível em questão,
transformando-se em um centro de baixa pressão, em altitude. São baroclínicos, mas
por se tratarem de centros de alta pressão, em superfície, sua influência restringe-se
a exercer o predomínio de suas características por grandes áreas. Possuem uma
inclinação para o setor frio dentro da troposfera. Como há uma variação e troca de
valores de alta para baixa, no decorrer dos níveis, verifica-se uma facilidade em se
gerar movimentos compensatórios entre estes, aumentando os fluxos. O mais
proeminente, para o caso em questão, é o movimento de subsidência, onde o ar, em
altitude, é transportado para os níveis mais baixos, chegando a centenas de metros
da superfície. São sistemas que apresentam uma dinâmica maior, quando
comparados aos quentes. Com a atuação da forte subsidência, a baixa pressão gerada
em altitude força a convergência de massa. Em compensação, o acúmulo de massa
na superfície força a divergência (Fig.8).
Fig.8: Fluxos de um anticiclone de núcleo frio. Observa-se convergência em altitude (centro de
baixa pressão) e divergência em superfície (centro de alta pressão).
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Desta maneira, tornam-se características de um anticiclone na sua atuação da
troposfera, com respectivas conexões com os outros entes, o predomínio de ventos
fracos, com o ar seco de altos níveis sendo transportado para os níveis mais baixos,
próximos da superfície. Com este processo de subsidência ocorrendo, a formação de
nuvens é inibida, permitindo a entrada da luz solar, que ocasiona maior insolação.
Sem nuvens, a precipitação é muito baixa ou inexistente, favorecendo, por sua vez, o
surgimento de regiões secas, principalmente quando o centro de alta pressão é semi-
permanente. Em se tratando de áreas de intensa urbanização ou com processos
industriais pesados, dificultam a dispersão dos poluentes.
Nota: por definição, toda “massa de ar” abriga um centro de alta pressão em seu
núcleo, apresentando assim, um anticiclone (Fig.9).
Fig.9: Toda massa de ar abriga um centro de alta pressão atmosférica em seu núcleo que fará
exercer suas características por vastas superfícies. São estas: temperatura, umidade, densidade e
estabilidade. A figura exagera a coordenada vertical para fins didáticos, pois em uma relação escalar
idêntica, não seria possível representá-lo (~4.000km X ~15km).
6 – Os Ciclones
Nesta parte do texto serão apresentadas algumas características sobre o tema
de maneira resumida, pois os mesmos serão abordados em material didático mais
específico. Portanto, em uma definição resumida, são os centros fechados, onde a
pressão atmosférica é baixa, em seu centro, aumentando para a periferia.
Normalmente são associados a situações de tempo ruim. São divididos em dois
tipos:
Núcleo Frio: são os ciclones que vão se intensificando com a altitude, ou seja,
conforme se eleva, permanecem com valores de pressão inferior aos valores dos
seus arredores, no nível em questão. São altamente barotrópicos, exercendo seu
predomínio em todos os níveis de altitude. Possuem uma inclinação para o setor frio
dentro da troposfera. Por manterem-se em baixa pressão em todos os níveis, há
dificuldade em se gerar movimentos compensatórios entre estes, reduzindo ou
inibindo diversos fluxos. São sistemas que apresentam uma dinâmica menor. Os
giros ciclônicos só permanecem devido ao fator inercial que se estende por todos os
níveis, desde a superfície até os mais altos;
Núcleo Quente: são os ciclones que vão se enfraquecendo com a altitude, ou seja,
conforme se elevam, os valores de pressão vão aumentando até chegarem ao nível
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de não divergência. A partir deste ponto, a pressão começa a ser superior aos valores
dos seus arredores, no nível em questão, transformando-se em um centro de alta
pressão, em altitude. São extremamente baroclínicos, exercendo forte influência nas
suas proximidades, com o predomínio de suas perturbações e características
cobrindo centenas ou milhares de quilômetros de raio. Possuem uma inclinação para
o setor quente dentro da troposfera. Como há uma variação e troca de valores de
baixa para alta pressão, no decorrer dos níveis, verifica-se uma facilidade em se
gerar movimentos entre estes, com fluxos altamente intensos. A alta pressão, em
altitude, forma-se dada a particularidade da ascensão do ar quente e úmido, que é
transportado da superfície para os níveis mais altos, forçando um acúmulo de massa
nas proximidades da tropopausa. São sistemas que apresentam uma dinâmica
extremada, quando comparados aos frios. Com a atuação dos movimentos
ascendentes, a baixa pressão gerada em superfície força a convergência de massa.
Em compensação, o acúmulo de massa em altitude força a divergência (Fig.10).
Fig.10: Fluxos de um ciclone de núcleo quente. Observa-se convergência na superfície (centro de
baixa pressão) e divergência em altitude (centro de alta pressão).
Eu um ciclone, a sua dinâmica dentro da troposfera também realiza diversas
importantes conexões com outros entes. Entre as suas características temos o
predomínio de ventos fortes, com o ar úmido de baixos níveis sendo transportado
para os níveis mais elevados, por ascensão e realizando convecção. Como as
parcelas de ar úmido se expandem ao se elevarem pelo processo convectivo (natural
ou forçado), irão se resfriar, estimulando a formação de nuvens. Com isto, a entrada
da luz solar fica bastante prejudicada, reduzindo a insolação em superfície. Com
maior número de nuvens, a precipitação ocorre de moderada a intensa, gerando altos
totais pluviométricos. Dada a sua dinâmica ondulatória, tais sistemas possuem
significativa velocidade de deslocamento. São raras as vezes em que ficam
estacionados. Para as áreas de intensa urbanização ou com processos industriais
pesados, os fortes ventos facilitam a dispersão dos poluentes.
Os ciclones são classificados em Tropicais e Extratropicais, apresentando,
estes últimos, uma variação polar.
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7 – Baroclinia X Barotropia
Apenas para título de mais informações e esclarecimentos, elencou-se aqui
uma definição resumida dos conceitos de baroclinia e barotropia. Deve-se lembrar
que os sistemas báricos apresentam espessura, mesmo que esta seja muito tênue,
dentro da troposfera, o “oceano de águas rasas”.
Deste modo, as ondas que andam pela atmosfera (visto aqui, comparadas com
as latitudes, ou seja, de maneira zonal) percorrendo os diversos níveis de altitude,
podem estar em fase ou não. Deste modo, há situações em que as ondas estão fora de
fase, poderemos defini-los simploriamente como uma situação baroclínica, onde os
potenciais para se gerar movimentos são os mais elevados. Se pudéssemos mapear
todo o movimento, observar-se-ia as linhas isobáricas cruzarem as linhas
isotérmicas. Desta maneira, haveria mistura do ar e muita troca de energia
A outra situação possível seria a de fase entre todas as ondas espalhadas pelos
diversos níveis da troposfera, ondeos potenciais são mais baixos, deixando os
movimentos atenuados. Estes só ocorrem pela inércia intrínseca ao disposto anterior.
Tais situações serão também simploriamente definidas como barotrópicas. Fazendo
um exercício mental de mapeamento, perceberíamos que as linhas isobáricas não
cruzariam as linhas isotérmicas, dificultando a mistura do ar e troca de energia.
Os sistemas báricos, então, alternam-se entre as fases barotrópicas e
baroclínicas. Para cada um destes ciclos, suas perturbações na ondulatória geram
outros sistemas atmosféricos. Dependendo da inércia do sistema, ele poderá
manter-se, mesmo durante a fase barotrópica.
8 – Considerações Finais
Em linhas gerais, os centros de alta pressão podem ser abertos ou fechados.
Para os anticiclones, normalmente apresentando uma configuração de divergência
em superfície, com convergência em altitude. Para os centros da baixa pressão, a
configuração também é a mesma, porém, são muito intensos em se tratando de
velocidades do vento. Possuem deslocamentos pronunciados. Para os ciclones, a
convergência em superfície é gerada pelo forte movimento de ascensão, com
convecção livre ou forçada. O acúmulo de massa, próximo da tropopausa, gera um
centro de alta pressão que apresentará divergência, facilitando os fluxos.
Ricardo Augusto Felicio
Prof. Dr. Climatologia – Depto. Geografia – USP