UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO CENTRO DE CIÊNCIAS MATEMÁTICAS E DA NATUREZA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE METEOROLOGIA CIRCULAÇÃO E DINÂMICA ATMOSFÉRICA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

CENTRO DE CIÊNCIAS MATEMÁTICAS E DA NATUREZA

INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE METEOROLOGIA

CIRCULAÇÃO E DINÂMICA ATMOSFÉRICA

Disciplina Climatologia

Professor Wanderson

Circulação Geral da Atmosfera

• A atmosfera terrestre é formada por um conjunto de gases, presos

ao planeta pela atração gravitacional, cujos movimentos são

descritos pelas leis da Mecânica dos Fluidos e da Termodinâmica.

• A movimentação do ar é alimentada pela repartição desigual da

energia solar e influenciada diretamente pela rotação da Terra.

• O conjunto dos movimentos atmosféricos que, na escala

planetária, determina zonas climáticas denomina-se circulação

geral da atmosfera.


• Um amplo cinturão centrado no equador serve como fonte de calor, enquanto áreas

de altas latitudes em torno dos polos agem como sumidouros de calor.

• A atmosfera é uma máquina de calor gigante, apesar de ineficiente, transformando

energia potencial representada por diferenças de aquecimento, em energia cinética

do movimento médio. Através deste movimento, chamado de circulação geral, o calor

é transportado da fonte para o sumidouro.

• Modelo Unicelular (Célula de Hadley)

• Superfície uniforme coberta por água;

• Sol diretamente sobre o equador;

• Terra não gira.



• Modelo Tricelular

• Superfície uniforme coberta por água;

• Sol diretamente sobre o equador;

• Terra gira.

Circulação Geral da Atmosfera:

Representa apenas o fluxo médio do ar ao redor da Terra;

A causa básica da circulação geral é o aquecimento desigual da

superfície da Terra;

Para manter o equilíbrio, a atmosfera transporta ar quente para

os polos e ar frio para o equador.


• Em escala global, a Terra

está em equilíbrio radiativo,

ou seja, a energia que entra

no sistema Terra-Atmosfera

é igual à energia que sai do

sistema.

• Contudo, isto não se

verifica em cada faixa

latitudinal.

• Na região tropical

(aproximadamente entre

30ºN e 30ºS), a radiação de

onda curta proveniente do

Sol que penetra na Terra é

superior a radiação de onda

longa líquida que parte do

sistema.



• O maior aquecimento que

ocorre nas regiões equatoriais

promove a formação de regiões

de baixas pressões, denominada

região dos doldrums.

• Para tais regiões convergem

em superfície os ventos alísios

de sudeste (no Hemisfério Sul) e

de nordeste (no Hemisfério

Norte).

• Estes sobem, resfriam-se

perdendo umidade por

condensação e precipitação e

voltam em altitude (sentido

contrário, contra-alísios) à zona

dos cinturões anticiclônicos,

localizados a aproximadamente

30º de latitude, onde descem,

aquecendo-se para formar de

novo os alísios.

• Esta movimento é denominado

Célula de Hadley.

• Sobre oceanos equatoriais

forma-se uma região estreita

com altos índices

pluviométricos e movimento

ascendente, conhecida como

Zona de Convergência

Intertropical (ZCIT), por ser a

faixa onde os ventos alísios

dos dois Hemisférios

convergem.

• A faixa em torno de 30N e

30S, caracterizada por

estabilidade e ventos calmos, é

conhecida como “latitude dos

cavalos” pois as embarcações

a vela que por lá passavam no

século XVII, ao se deparar com

calmarias típicas dos centros

de alta pressão necessitavam

reduzir seu peso e racionar

água, lançando assim seus

cavalos ao mar.


• Nas faixas das zonas

temperadas convergem os

ventos de sudeste e noroeste no

HS e nordeste e sudoeste no

HN.

• Estes ventos sobem e voltam

nos altos níveis à zona dos

cinturões anticiclônicos e às

calotas polares.

• Nesta região em torno de 60S

e 60N situam-se baixas

pressões que são importantes

zonas de convergências

extratropicais, onde o ar quente

e úmido encontra-se com ar frio

e seco.

• Deste encontro originam-se os

fenômenos meteorológicos mais

importantes das latitudes médias

(as frentes).


• O movimento de circulação

meridional entre 30 e 60 é

denominado Célula de Ferrel.

• Esta é uma célula de

circulação indireta pois nela o

ar sobe frio e desce quente,

ao contrário do que ocorre na

célula de Hadley.

• Parte do ar que ascende

próximo à latitude de 60º (S e

N), desce nos polos (90ºS e

90ºN), formando a Célula

Polar.


Massas de Ar

• A conceituação de uma massa de ar é geralmente imprecisa

devido, em particular, à dificuldade de se conceber a atmosfera

dividida em espaços independentes.

• Todavia, tendo em vista a necessidade de compreendê-la melhor e

trabalhá-la didaticamente, várias definições foram propostas para

as massas de ar.

• Uma, mais simples, define a massa de ar como uma unidade de ar,

ou seja, uma porção da atmosfera, de extensão considerável, com

características térmicas e higrométricas homogêneas.


• A extensão das massas de ar, seja na dimensão horizontal ou

vertical, pode variar de algumas centenas a alguns milhares de

quilômetros.

• Para a sua formação, a massa de ar requer uma condição básica:

superfícies com considerável planura (homogênea) e extensão.



• Assim, ela somente se forma sobre os oceanos e planícies

continentais.

• Na maioria das vezes, as massas de ar originam-se nos lugares

onde as circulações são mais lentas e as situações atmosféricas,

mais estáveis, como nas regiões das altas pressões subtropicais e

polares.

• Ao se deslocarem de suas regiões de origem, das quais adquirem as

características principais de temperatura e umidade, as massas de ar

influenciam as regiões por onde passam, trazendo para estas áreas

novas condições de temperatura e umidade, e sendo, ao mesmo tempo,

influenciadas por elas.

• A Massa Polar Atlântica (mPa), por exemplo, é fria e seca na Patagônia,

sua região de origem; porém, ao atingir o litoral brasileiro, encontra-se

bem mais aquecida e torna-se úmida.

• Ao mesmo tempo em que provoca queda nas temperaturas, no Brasil, ela

se aquece devido à maior radiação das baixas latitudes e adquire

considerável umidade ao deslocar-se sobre as águas mais aquecidas do

Atlântico subtropical e tropical.

• Assim, a movimentação de uma massa de ar é marcada por uma

alteração permanente de suas características, o que ressalta o dinamismo

da atmosfera na sua interação com a superfície a partir do movimento do

ar.


• Uma massa de ar que possui as características principais de sua

área de formação, que ainda não sofreu modificação expressiva de

suas condições originais, é chamada massa de ar primária.

• Aquela que apresenta modificação significativa como resultado da

influência das condições superficiais das novas áreas por onde

passa é chamada de massa de ar secundária.

• Na Patagônia, a mPa é, por exemplo, uma massa primária e, ao

deslocar-se sobre o litoral brasileiro, é uma massa secundária.


• A temperatura e a umidade são as duas principais características de uma massa

de ar.

• A posição zonal da área de origem de uma massa de ar define sua condição

térmica.

• Assim, as massas originadas nas baixas latitudes são quentes; nas médias

latitudes são frias e, nas altas latitudes, glaciais.


• O teor de umidade de uma massa de ar depende da natureza da superfície onde ela

se origina, ou seja, uma massa de ar será úmida quando se formar sobre regiões

marítimas ou oceânicas (de latitudes baixas e médias) e seca, sobre regiões

continentais.

• Um caso particular, todavia, é a Massa Equatorial Continental (mEc), que se origina na

região Amazônica e é úmida mesmo formando-se sobre o continente, pois recebe um

elevadíssimo aporte de umidade superficial por evapotranspiração e pela ação dos

ventos de leste, que trazem umidade oceânica.


• Há quatro tipos básicos de massas de ar, resultantes da

combinação entre a temperatura e a umidade do ar:

• Quente e úmida: é formada nas baixas latitudes (zona equatorial-

tropical), sobre os oceanos ou, excepcionalmente, sobre a

Amazônia;

• Quente e seca: é formada nas baixas latitudes (zona equatorial-

tropical), sobre os continentes;

• Fria e úmida: é formada nas latitudes médias (zona temperada),

sobre os oceanos;

• Fria e seca: é formada sobre os continentes nas latitudes médias

(zona temperada) e nas altas latitudes (zona polar).


• A variação sazonal da radiação nos diferentes lugares do planeta,

associada aos outros fatores da movimentação do ar, produz o

dinamismo das massas de ar sobre sua superfície.

• Assim, as massas de ar percorrem longos trajetos em seus

deslocamentos a partir de suas áreas de origem.

• O ar tropical tende a escoar em direção aos polos e chega a atingir

a zona temperada, enquanto o ar frio tende a escoar em direção ao

equador e chega a atingir até a latitude 0º.

• Estes movimentos possibilitam importantes trocas de energia entre

as regiões deficitárias e aquelas de representativa entrada de

energia.


As Massas de Ar da América do Sul e suas Dinâmicas

• A dinâmica atmosférica da América do Sul, devido principalmente à

sazonalidade da radiação, à considerável extensão longitudinal do

continente e ao afunilamento deste com o aumento da latitude,

além da configuração do relevo, é marcada pela atuação de

massas de ar equatoriais, tropicais e polares.

• Dentro de cada uma destas faixas ou zonas, a dinâmica do ar é

fortemente marcada pela atuação das massas de ar que dentro

delas se originam, pela sua interação com massas oriundas de

outras zonas e pelos fenômenos correlacionados e/ou derivados

desta interação.


• Consoante com estas características do aspecto geográfico da

América do Sul, observa-se na região uma pequena quantidade de

massas de ar de origem continental; predominam as de origem

oceânica, que propiciam ao continente a formação de ambientes

climáticos com considerável umidade.

• Devido à dinâmica atmosférica associada ao relevo, paisagens

semiáridas e até mesmo desérticas formam-se sobre o continente

sul-americano.


Na Faixa Equatorial

• Massa Equatorial do Atlântico Norte e Sul (mEan e mEas): as

massas de ar quente e úmido formadas no Anticiclone Subtropical

do Atlântico Norte e no Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul são

denominadas Massa Equatorial do Atlântico Norte (mEan) e Massa

Equatorial do Atlântico Sul (mEas), respectivamente.

• Estas massas de ar atuam principalmente nas porções norte

(mEan) e extremo nordeste (mEas) da América do Sul, cuja maior

amplitude térmica se dá no verão, quando o ar frio do Hemisfério

Norte impulsiona a expansão do ASAN para sul, originando a

massa de ar equatorial atlântica nas mais baixas latitudes do

Hemisfério Norte.



• Massa Equatorial Continental (mEc): a célula localizada na porção

centro-ocidental da planície Amazônica, produz uma massa de ar

cujas características principais são a elevada temperatura, a

proximidade da linha do equador e a umidade.

• A massa de ar que ali se origina apresenta um aspecto singular

dentre as massas continentais: é úmida, pois se origina sobre uma

superfície com farta e quente rede de drenagem coberta por uma

densa floresta, além de ter sua atmosfera enriquecida com a

umidade oceânica proveniente de leste (ZCIT) e de nordeste

(mEan).



• A atuação máxima desta massa de ar dá-se principalmente durante

o verão austral, época em que o ar quente encontra mais facilidade

de desenvolvimento em direção sul.

• Assim, o ar quente e úmido equatorial continental influencia a

atmosfera de toda a porção interiorana da América do Sul, pois se

desloca por meio de correntes de oeste e noroeste a partir de seu

centro de ação.


Na Faixa Tropical

• Massa Tropical Atlântica (mTa): é uma das principais massas de ar da

dinâmica atmosférica da América do Sul e, particularmente, do Brasil,

onde desempenha considerável influência na definição dos tipos

climáticos.

• Origina-se no centro de altas pressões subtropicais do Atlântico Sul e

possui, portanto, características de temperatura e umidade elevadas.

• Sua mais expressiva atuação nos climas do Brasil, por meio de correntes

de leste e de nordeste, dá-se no verão, quando, atraída pelas relativas

baixas pressões que se formam sobre o continente, traz para a atmosfera

deste bastante umidade e calor, reforçando as características da

tropicalidade climática do país.



• Massa Tropical Continental (mTc): evidencia-se como um bolsão

de ar de características próprias, que se desloca e consegue

interagir com o ar de outras localidades.

• Forma-se na região central da América do Sul, no final do inverno e

início da primavera, antes de começar a estação chuvosa.

• De maneira geral, a depressão do Chaco atua como uma área de

atração de massas de ar de outras regiões.


• Massa Tropical Pacífica (mTp): apresenta as mesmas características e o

dinamismo da mTa, porém, sua atuação sobre o continente se dá de

forma oposta, ou seja, ela atua predominantemente sobre o oceano

Pacífico, desviada de sua trajetória para o interior do continente, por

influência da cordilheira dos Andes.

• Assim, seu calor e umidade específicos atingem somente uma pequena

parte do continente.

• A trajetória desta massa é desviada em direção norte-noroeste, o que faz

com que a umidade atmosférica se precipite sobre o oceano Pacífico.

• Nestas condições, o litoral tropical oeste da América do Sul atesta

baixíssimos índices de pluviosidade e umidade do ar, dando origem a

paisagens semiáridas e desérticas, como o deserto do Atacama.



Na Faixa Subpolar

• Massa Polar (mP): o acúmulo de ar polar sobre o oceano Atlântico,

na altura centro-sul da Patagônia, dá origem à massa de ar polar,

de características fria e úmida.

• A Massa Polar Atlântica (mPa) é atraída pelas baixas pressões

tropicais e equatoriais e recebe influências da força de atrito com o

relevo sobre o qual se movimenta.


• Dos permanentes

deslocamentos da mPa

em direção norte e do

choque entre suas

características e as do

ambiente climático

tropical e equatorial

originam-se os

mecanismos

frontogenéticos do

Hemisfério Sul.


ENTREGA DA LISTA DE EXERCÍCIOS:

PRÓXIMA QUINTA-FEIRA (10/10)

PRIMEIRA PROVA:

PRÓXIMA TERÇA-FEIRA (15/10)

PRÓXIMA AULA: CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO

Dúvidas!?

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