Climatologia Aula 5 - Circulação geral do ar

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Climatologia – Aula 5 – Circulação geral do ar
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 às diferenças de pressão em superfície.
Nesta aula, discutiremos a organização da circulação atmosférica, considerando as forças primárias e secundárias atuantes nos 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.
A atmosfera é dinâmica e sua movimentação pode variar no espaço e no tempo.
Você sabe 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.
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).
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).
PRIMÁRIAS
Atuam sobre uma parcela de ar e em qualquer direção
Gravidade - Sempre direcionada para o centro da Terra, ou seja, segura a atmosfera próximo à superfície e dá peso a mesma
Flutuação térmica - Oferece distinção de pressão atmosférica e promove o movimento do ar
Gradiente horizontal de pressão - Indica se há movimento do ar e para qual sentido e direção
SECUNDÁRIAS
Atuam sobre uma parcela de ar e somente ocorrem quando se inicia o movimento
Atrito - Força contrária ao movimento
Rotação da Terra ou força de Coriolis - Mudando a trajetória do ar em movimento
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, onde os ventos chegam; e de Alta Pressão são chamados de anticiclones, a partir de onde os ventos saem.
Observe a Figura 2, que mostra as isóbaras regularmente espaçadas e com as respectivas circulações horizontal e vertical, para os hemisférios Norte e Sul.
Os ventos giram no sentido dos ponteiros do relógio no Hemisfério Sul.
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).
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 4.
Em áreas de anciclone (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 5. 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 5: Modelo de circulação meridional da atmosfera, mostrando os ventos à superfície e as áreas de Alta (A) e de Baixa (B) pressão. Note-se a espessura da Troposfera muito exagerada.
Considerando o trabalho de Varejão-Silva (2016), há três células de circulação meridional em cada hemisfério:
Faixa tropical (Região localizada entre os Trópicos de Câncer e Capricórnio): 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.
Zona de latitudes médias: No Hemisfério Norte, os ventos predominantes do Oeste deslocam-se, em superfície, para nordeste. Na latitude 60º, encontram-se com 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.
Região Polar, também chamada de Célula Polar.
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?
Zonas 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: 
O feriado da Semana Santa deve ser de chuva em todas as regiões do Ceará.
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. 12/04/2017
INPE faz alerta para temporais com ventania e trovoadas no norte do PI
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 03/03/2017
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 final.
Considerando que o Equador térmico oscila entre os verões do Hemisfério Norte e do Hemisfério Sul e que o 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.
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 demassas 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.
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.
Observe a imagem de satélite , de fevereiro de 2013, do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (CPTEC/INPE).
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), sobre 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).
Assista ao vídeo Entenda a diferença entre ZCAS e ZCIT.
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 também sofrem a ação da força de Coriolis
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).
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.
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 de 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 de nordeste;
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 PACIFICO SUL (ASPS) OU ILHA 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 do Sul, 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.
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