Ciclones Extratropicais

Michel Nobre Muza – michel.muza@ifsc.edu.br

Ciclones Extratropicais

Michel Nobre Muza – michel.muza@ifsc.edu.br

1. Visão Global2. Pressão a superfície e ao nível do mar3. Contornos em níveis de pressão4. Temperatura média atmosférica5. Cristas e Cavados associados6. Ondas atmosféricas7. Ciclogênese8. Sistema de baixa pressão, gradientes e cizalhamento9. Balanço de forcas horizontais e verticais10. Ventos associados

SUMÁRIO

•Sistemas meteorológicos com estruturas e ciclos de vida bem definidos.

•Uma parte destes sistemas contêm tempestades potencialmente causadoras de desastres naturais.

•São sistemas profundos presentes na troposfera

•Caracterizado pela presença de um sistema de baixa pressão à superfície.

•Relacionado a temperatura da troposfera em baixos níveis.

•Governa mais fortes movimentos ascendentes dos extra-trópicos.

•Três elementos fundamentais: escoamento atmosférico; disponibilidade de umidade; fatores da superfície.

http://www.mrsciguy.com/weather.html

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Variáveis utilizadas

•Pressão à superfície versos pressão ao nível do mar

•Níveis de pressão;

•Espessura da camada como média da temperatura na baixa atmosfera.

CICLOGÊNESE: processo de abaixamento da pressão atmosférica em superfície com conseguente formação de circulação ciclônica. Refere-se a formação ou intensificação de um sistema de baixa pressão.

Aspectos observacionais e dinâmicos:Mais frequente sobre o oceano no verao (Instabilidade hidrodinamica)Mais frequente sobre o continente no inverno (gradiente de temperatura)Mais frequente durante o verao.Suprimento de umidade tropical.Referencia: Ferreira (1989)

Ciclone

Baixa pressao

AR

Anticlone

Alta pressao

AR

Ciclone

Baixa pressao

AR g

co

V

Anticlone

Alta pressao

AR gcoV

CiclonesCiclones

Hemisfério NorteHemisfério Norte Hemisfério SulHemisfério Sul

Sentido anti-horárioSentido anti-horário Sentido horárioSentido horário

Meteorologia Sinótica – 1.4 Ciclones e AnticiclonesMeteorologia Sinótica – 1.4 Ciclones e Anticiclones

AnticiclonesAnticiclones

Hemisfério SulHemisfério SulHemisfério NorteHemisfério Norte

Sentido horárioSentido horário Sentido anti-horárioSentido anti-horário

Meteorologia Sinótica – 1.4 Ciclones e AnticiclonesMeteorologia Sinótica – 1.4 Ciclones e Anticiclones

Conclusao:

Sistemas de baixa pressao (isto e’, ciclones) tem o movimento do ar para o centro de baixa pressao por causa da forca devido ao gradiente de pressao, que leva o ar da maior pressao para a menor.

Tem rotacao no sentido horario devido a forca de coriolis que atua de forma a deslocar o ar para a esquerda do

movimento NO HEMISFERIO SUL.

Conclusao:

Sistemas de alta pressao (isto e’, anti-ciclones) tem o movimento do ar para o fora do centro de alta pressao por causa da forca devido ao gradiente de pressao.

Tem rotacao no sentido anti-horario devido a forca de coriolis que atua de forma a deslocar o ar para esquerda do movimento NO HEMISFERIO SUL.

Linha do equador

L

Baixa pressaoou ciclones

(Low pressure)

H

Alta pressao ou anticiclones

(High pressure)

No hemisferio norte:

Sistemas de baixa pressao (isto e’, ciclones) tem rotacao no sentido anti-horario.

Alta pressao (isto e’, anti-ciclones) tem rotacao no sentido horario devido a forca de coriolis.

que atua levando o ar a DIREITA do movimento NO HEMISFERIO NORTE.

Linha do equador

Linha do equador

Relação entre vento e o gradiente de pressão:

O vento é o ar em movimento devido a diferença de pressão. Ou seja, a variação da pressão. O gradiente de pressão (Pa m) é uma quantidade dimensional que expressa a direção e a taxa de variação ao redor de um determinado local.

z

p

y

p

x

pp ,,

Vetor quantidade

Meteorologia Sinótica – 1.5 Convergência e DivergênciaMeteorologia Sinótica – 1.5 Convergência e Divergência

Meteorologia Sinótica – 1.5 Convergência e DivergênciaMeteorologia Sinótica – 1.5 Convergência e Divergência

AtritoAtrito

Quando o ar se move da superfície relativamente Quando o ar se move da superfície relativamente lisa do oceano para a terra, por exemplo, o atrito lisa do oceano para a terra, por exemplo, o atrito

crescente diminui a velocidade do vento, crescente diminui a velocidade do vento, resultando num acúmulo de ar. resultando num acúmulo de ar.

fatores que contribuem para a fatores que contribuem para a convergência ou divergênciaconvergência ou divergência

AtritoAtrito

Aquecimento Aquecimento diferencialdiferencial

Estrutura Vertical de Ciclones e anticilonesEstrutura Vertical de Ciclones e anticilones

BAIXAALTA

Superfície

Topo da Troposfera

Acumulo de ar. Aumento da camada. Ar é expandido e

resfriado

Afundamento. Diminuição da camada. Ar é comprimido e

aquecido

Coluna de ar Coluna de ar mais pesadomais pesadoColuna de ar Coluna de ar

mais levemais leve

Onde ocorre a convergência em um sistema de baixa pressão? Por quê?

Na vanguarda do sistema de baixa pressao.

Porque e’ nesta regiao que notamos a reducao da densidade devido ao aquecimento e reducao da pressao.

A convergencia do ar esta na vanguarda do ciclone

Local de aquecimento e

reducao da pressão

Low (L) = baixa pressao

Convergência e Divergência do ar

ConceitoÉ a medida de expansão de um campo de

vento/escoamento do ar (unidade 10-5 s-1) associado às variações de movimento vertical e

pressão. Convergência é o negativo de divergência, sendo a contração do campo.

Nuvens associadas a ciclones e anticiclones

Os ciclones e anticiclones são sistemas sinóticos e o seu posicionamento e evolução geralmente condicionam o estado do

tempo num determinado local.

- Os anticiclones são associados a condições meteorológicas estáveis, sem precipitação ou com pouco

precipitação.

- Os ciclones ssss são associadas a situações com precipitação sendo muitas vezes intensa.

Bandas de nuvens com topos frios na vanguarda do

ciclone

Desenvolvimento de ciclones

CiclogeneseNebulosidade em forma de gancho

Cavados e cristas

Z 500

Meteorologia Sinótica – Cavado e cristasMeteorologia Sinótica – Cavado e cristas

Sinótica

Cavados

Crista

CARTA SINÓTICA DAS 12 UTC

Cavados invertido

CARTA SINÓTICA DAS 12 UTC

INTRODUÇÃO

•Sistema Frontal Faixa de encontro entre massas de ar distintas(quente e fria e um centro de baixa pressão).

1. frente fria2. frente quente3. frente oclusa4. frente estacionária.

FRENTE FRIA

FRENTE FRIA

TIPOS DE NUVENS

FRENTE QUENTE

FRENTE QUENTE

TIPOS DE NUVENS

FRENTE OCLUSA

FRENTE OCLUSA

FRENTE ESTACIONÁRIA

FRENTE ESTACIONARIA

ESTUDO DE CASO

• 06 ao 09 de maio de 2007

• 07 de Maio

Precipitação

Espessura da camada 1000-500 hPa e circulação em 850hPa – dia 1

Ar frio Ar quente

Superfície frontal

Y

Z

F Q

B

Varejão e Silva, 2005.

Oclusão do tipo frio Oclusão do tipo quente

Meteorologia Sinótica – Estrutura de Altas e Baixas pressõesMeteorologia Sinótica – Estrutura de Altas e Baixas pressões

Atmosfera com Estrutura Barotrópica

-Estrutura vertical;

-densidade depende apenas da pressão

ρ = ρ (p);

-sistemas presentes em praticamente todos os níveis da atmosfera.

-ex. bloqueios

Meteorologia Sinótica – Estrutura de Altas e Baixas pressõesMeteorologia Sinótica – Estrutura de Altas e Baixas pressões

Estrutura Baroclínica

-sistemas inclinados na vertical

-pressão depende apenas da densidade e temperatura ρ = ρ (p,T);

-ex. sistemas frontais

Aplicações da HidrostáticaAplicações da Hidrostática

Devido a uma diferença de altura, a pressão e a densidade vão diminuindo com o aumento da altitude, ou seja, a pressão se equilibra com o peso e é diretamente proporcional a densidade.

RT

pg

z

p

p=p’.R.T

Em um certo referencial, considera-se o trabalho para deslocar 1 Kg de massa a partir do nível do mar até um outro ponto, sendo que o trabalho é contra a força de gravidade.

A altura geopotencial é a razão entre o geopotencial e a gravidade, sendo que a altura é inversamente proporcional em relacão a gravidade, isso porque a altura atua contra a gravidade.

Equação hipsométrica (hipsometria: medição de altura)

Tv temperatura que o ar seco poderia ter a mesma densidade do ar úmido considerando a mesma pressão.

Qual a temperatura da camada considerando H médio = 8 km?

8000=R.T/9,8

287.T=78400

T=78400/287 T=273,170K

Sendo H médio = 8 km e sabendo a temperatura da camada. Calcule a altura geopotencial de 1000 hPa se a pressão ao nível do mar é de 1014 hPa?

Z2-Z1=H.In (p1/p2)

Z2-0=8000.In(1014/1000)

Z2= 8000.0,013

Z2= 111,2 metros

Calcule a espessura entre 1000 e 500 hPa para: (a) uma região tropical (Tv = 15 C) e (b) uma região polar (Tv = - 40 C). Rd= 287 J/K.kgDiscuta se o resultado é coerente.

1-Tv=15°C=288K 2- Tv= -40°C=233K

H=Rd.Tv/g H=Rd.Tv/g

H=287.288/9,81 H=287.233/9,81

H=8425,68 metros H=6816,61metros

Z2-Z1=H.In p1/p2 Z2-Z1=H.In p1/p2

Z2-Z1=8425,68.In(1000/500) Z2-Z1=6816,61.In(1000/500)

Z2-Z1=8425,68. 0,69 Z2-Z1=6816,61.0,69

Z2-Z1=5813,71metros Z2-Z1=4706,46metros

É coerente, porque quanto menor a temperatura menor a espessura.

A cor vermelha representa espessura maior, e a azul espessura menor.a- o ar próximo do centro do ciclone é mais quente que o ar vizinho. Os ventos próximo ao centro de baixa quente possuem maior intensidade em baixos níveis próximo a superfície e diminuem com o aumento da altura.b- alguns ciclones não se estendem até a superfície. Essas baixas vão possuir um centro frio próximo a superfície.

Z500 – Z1000

Z1000

Z500

Meteorologia Sinótica – Meteorologia Sinótica – Aplicações da HidrostáticaAplicações da Hidrostática

Obrigado!