Apostila Meteorologia - Comissário

A p o s t i l a d e M e t e o r o l o g i a

C o m i s s á r i o d e V o o

Abril 2012

Sumário1.Caracterização da Meteorologia..................................................................................................................2

1.1.Meteorologia.......................................................................................................................................21.1.1.Definição.....................................................................................................................................21.1.2.Divisão da meteorologia..............................................................................................................2

1.1.2.1.Meteorologia Pura ...............................................................................................................21.1.2.2.Meteorologia Aplicada ........................................................................................................2

1.1.3.Meteorologia aplicada à aeronáutica...........................................................................................31.1.4.Informação meteorológica...........................................................................................................3

1.2.Exercícios............................................................................................................................................32.A Terra no sistema solar..............................................................................................................................4

2.1.Localização..........................................................................................................................................42.2.Movimentos da Terra: rotação e translação ou revolução...................................................................4

2.2.1.Movimento de Rotação ...............................................................................................................42.2.2.Movimento de Translação ou Revolução ...................................................................................5

2.3.Estações do Ano .................................................................................................................................52.4.Paralelos, meridianos e coordenadas geográficas ..............................................................................62.5.Fusos Horários.....................................................................................................................................72.6.Latitudes terrestres..............................................................................................................................7

2.6.1.Equador (latitude zero) ...............................................................................................................72.6.2.Trópicos de Câncer e de Capricórnio .........................................................................................72.6.3.Círculo Polar ...............................................................................................................................72.6.4.Zona Equatorial ..........................................................................................................................82.6.5.Zona Tropical ..............................................................................................................................82.6.6.Zona Subtropical .........................................................................................................................82.6.7.Zona Temperada..........................................................................................................................82.6.8.Zona Polar ...................................................................................................................................8

2.7.Exercícios............................................................................................................................................93.Atmosfera terrestre......................................................................................................................................9

3.1.Definição...........................................................................................................................................103.2.Composição.......................................................................................................................................10

3.2.1.Vapor D'água ............................................................................................................................103.2.2.Impurezas ..................................................................................................................................10

3.3.Camadas da atmosfera.......................................................................................................................113.3.1.Definição....................................................................................................................................113.3.2.Troposfera..................................................................................................................................123.3.3.Tropopausa ...............................................................................................................................123.3.4.Estratosfera ...............................................................................................................................123.3.5.Ionosfera ou Termosfera ...........................................................................................................133.3.6.Exosfera ....................................................................................................................................13

3.4.Propriedades da Atmosfera ...............................................................................................................133.4.1.Absorção ...................................................................................................................................133.4.2.Difusão.......................................................................................................................................133.4.3.Reflexão ....................................................................................................................................143.4.4.Albedo ......................................................................................................................................14

3.5.Pressão Atmosférica..........................................................................................................................143.5.1.Altitude, temperatura e densidade.............................................................................................153.5.2.Relação altitude e temperatura..................................................................................................153.5.3.Relação altitude e densidade......................................................................................................153.5.4.Variações da pressão atmosférica..............................................................................................15

3.5.4.1.Variação da pressão com a Altitude...................................................................................153.5.4.2.Variação da pressão com a temperatura.............................................................................163.5.4.3.Variação da pressão com a densidade................................................................................16

3.6.Exercícios..........................................................................................................................................164.Propagação do calor..................................................................................................................................17

4.1.Formas de propagação.......................................................................................................................184.1.1.Convecção ................................................................................................................................184.1.2.Advecção...................................................................................................................................184.1.3.Condução ..................................................................................................................................194.1.4.Radiação ...................................................................................................................................194.1.5.Efeito estufa...............................................................................................................................20

4.2.Exercícios..........................................................................................................................................205.Água..........................................................................................................................................................21

5.1.A água existe na atmosfera em seus três estados físicos: .................................................................215.2.Mudanças de estado físico da água ..................................................................................................215.3.Ar saturado........................................................................................................................................215.4.Temperatura do ponto de orvalho......................................................................................................215.5.Ciclo Hidrológico .............................................................................................................................225.6.Exercícios..........................................................................................................................................22

6.Vento.........................................................................................................................................................236.1.Definição...........................................................................................................................................23

6.1.1.Vento de Superfície ...................................................................................................................236.1.2.Vento de Altitude.......................................................................................................................24

6.2.Forças que atuam sobre o vento........................................................................................................246.2.1.Força de gradiente de pressão....................................................................................................246.2.2.Força Centrífuga .......................................................................................................................246.2.3.Força de Coriolis ......................................................................................................................246.2.4.Força de Atrito ..........................................................................................................................25

6.3.Descrição do vento............................................................................................................................266.3.1.Modo de descrever o vento. Instrumentos de medição.............................................................266.3.2.Elementos: direção do vento e velocidade/intensidade do vento..............................................266.3.3.Efeitos dos ventos sobre as aeronaves em pousos, em decolagens e na navegação aérea........26

6.4.Exercícios..........................................................................................................................................267.Nuvem.......................................................................................................................................................27

7.1.Definição...........................................................................................................................................277.2.Classificação quanto aos aspectos físicos.........................................................................................277.3.Classificação quanto à estrutura física..............................................................................................277.4.Classificação quanto ao estágio de formação....................................................................................287.5. Tipos de nuvens................................................................................................................................28

7.5.1.Estratocúmulos (SC)..................................................................................................................287.5.2.Stratus (ST)................................................................................................................................287.5.3.Nimbostratus (NS).....................................................................................................................297.5.4.Altocumulus (AC).....................................................................................................................297.5.5.Altostratus (AS).........................................................................................................................307.5.6.Cirrus (CI)..................................................................................................................................307.5.7.Cirrocumulus (CC)....................................................................................................................317.5.8.Cirrostratus (Cs)........................................................................................................................317.5.9.Cumulus (Cu)............................................................................................................................317.5.10.Cumulunimbus (CB)................................................................................................................32

7.6.Exercícios..........................................................................................................................................328.Nevoeiros..................................................................................................................................................33

8.1.Definição...........................................................................................................................................338.2.Efeito dos nevoeiros sobre as aeronaves em pousos e em decolagens..............................................338.3.Exercícios..........................................................................................................................................33

9.Turbulência...............................................................................................................................................349.1.Definição...........................................................................................................................................349.2.Tipos de turbulência..........................................................................................................................34

9.2.1.Turbulência convectiva ou térmica............................................................................................349.2.2.Turbulência orográfica...............................................................................................................359.2.3.Turbulência mecânica ou de solo..............................................................................................359.2.4.Turbulência dinâmica................................................................................................................35

9.2.4.1.Wind Shear ( cortante de vento ou tesoura de vento ).......................................................369.2.4.2.Turbulência de céu claro ( CAT ).......................................................................................369.2.4.3.Esteira de turbulência.........................................................................................................36

9.3.Classificação da turbulência quanto à intensidade............................................................................369.3.1.Turbulência leve .......................................................................................................................379.3.2.Turbulência moderada ..............................................................................................................379.3.3.Turbulência forte ......................................................................................................................379.3.4.Turbulência severa ....................................................................................................................379.3.5.Efeitos da turbulência sobre as aeronaves em pousos, decolagens e na navegação aérea........37

9.4.Exercícios..........................................................................................................................................3710.Frentes.....................................................................................................................................................38

10.1.Definição.........................................................................................................................................3810.2.Tipos................................................................................................................................................38

10.2.1.Frente fria................................................................................................................................3810.2.1.1.Características..................................................................................................................38

10.2.2.Frente quente ..........................................................................................................................3910.2.2.1.Características..................................................................................................................39

10.2.3.Frente Oclusa...........................................................................................................................4010.2.4.Frente estacionária...................................................................................................................40

10.3.Efeitos das frentes sobre o voo........................................................................................................4010.4.Exercícios........................................................................................................................................41

11.Trovoadas................................................................................................................................................4111.1.Definição.........................................................................................................................................4111.2.Fases de formação da trovoada........................................................................................................41

11.2.1.Estágio de Cumulus ou desenvolvimento................................................................................4211.2.2.Estágio de maturidade, madureza ou chuva............................................................................4211.2.3.Estágio de dissipação ou bigorna.............................................................................................42

11.3.Efeitos das trovoadas sobre as aeronaves no pouso, na decolagem e na navegação aérea.............4311.4.Exercícios........................................................................................................................................43

12.Gelo.........................................................................................................................................................4312.1.Condições propícias para a formação do gelo.................................................................................44

12.1.1.Gotículas d’água abaixo do ponto de congelação ..................................................................4412.1.2.Temperatura na superfície da aeronave inferior a 0º C............................................................44

12.2.Tipos de gelo...................................................................................................................................4412.2.1.Claro, cristal ou liso.................................................................................................................4512.2.2.Escarça, opaco, amorfo ou granulado......................................................................................4512.2.3.Geada.......................................................................................................................................45

12.3.Efeitos do gelo sobre as aeronaves no pouso, na decolagem e na navegação aérea.......................4512.4.Exercícios........................................................................................................................................45

13.Bibliografia.............................................................................................................................................47

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P r e f á c i o

Neste trabalho procuramos informar de forma simplificada e sem dificuldades técnicas

àqueles que buscam conhecimentos na área de meteorologia para o curso de comissário de voo. Mesmo

os que não possuem conhecimento anteriores, não terão dificuldades em entender os assuntos da forma

com que são abordados. Aos mais experientes, já conhecedores do assunto, o trabalho parecerá simples

pela forma objetiva com que se apresenta.

Longe de nós a intenção de escrever um livro de meteorologia, este trabalho é um resumo,

feito para tornar mais cômodas e acessíveis as informações que os grandes mestres escreveram sobre o

assunto em todo o mundo.

O principal objetivo do conteúdo deste material é proporcionar aos futuros comissários o

conhecimento necessário para qualificá-los perante as exigência da ANAC.

Ao final da publicação há uma bibliografia de onde foram coletadas as informações, e que

poderá proporcionar um maior aprofundamento de conhecimento sobre meteorologia. Foi acrescentada,

também, nossa experiência em Meteorologia Aeronáutica.

Esperamos que o nosso trabalho venha ser de grande utilidade para os interessados.

O conhecimento deve ser compartilhado, portando esta obra é de livre distribuição e uso.

Autores:

Cláudio Pereira da Silva e Fernando de Oliveira Reis

Abril de 2012.

SHCGN 702/703 BLOCO H Nº 49 SALA 101, ASA NORTE – BRASILIA / DF CEP: 70.730-708 Telefones: 61 3037-7020 / 3034-7090

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1. Caracterização da Meteorologia

1.1. Meteorologia

Meteorologia é a ciência que estuda a atmosfera, seus fenômenos e atividades.

1.1.1. Definição

O vocábulo Meteorologia, de origem grega, apresenta a seguinte etimologia:

• Meteoro: significando fenômenos (atmosféricos);

• Logus: significando estudo (tratado).

Assim, a Meteorologia é a ciência que se destina ao estudo dos fenômenos que ocorrem na

atmosfera terrestre.

1.1.2. Divisão da meteorologia

Segundo a natureza de seu estudo, a Meteorologia é dividida em duas grandes áreas:

• Meteorologia Pura e Meteorologia Aplicada.

1.1.2.1. Meteorologia Pura

Aquela cujo estudo é voltado diretamente para a pesquisa. Compreende, dentre outros, os

seguintes ramos:

Meteorologia sinótica : que compreende o estudo analítico dos processos físicos que

ocorrem na atmosfera e se constitui na base das análises e previsões.

Meteorologia dinâmica : que compreende a interpretação matemática dos processos físicos

que ocorrem na atmosfera.

Meteorologia tropical : que cuida dos processos físicos da atmosfera das latitudes tropicais.

Meteorologia polar : que cuida dos processos físicos da atmosfera das latitudes polares.

Paleoclimatologia : que estuda a evolução da atmosfera desde a sua origem.

Climatologia : que estuda a evolução dos processos físicos que ocorrem na atmosfera.

1.1.2.2. Meteorologia Aplicada

Aquela cujo estudo é dirigido para o emprego prático dentro das diversas atividades humanas.

Eis alguns ramos da meteorologia aplicada:

Meteorologia agrícola : que estuda as relações existentes entre o tempo, clima e vida dos

vegetais cultivados.

Meteorologia marítima : que estuda a interação entre os processos físicos da atmosfera com

os oceanos, visando, sobretudo à navegação marítima.

Meteorologia aeronáutica : que compreende o estudo dos processos físicos que ocorrem na


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atmosfera, tendo em vista a economia, eficiência e segurança das atividades aeronáuticas.

Meteorologia industrial : que estuda a aplicação de princípios, métodos e procedimentos

meteorológicos aos problemas de engenharia industrial (poluição atmosférica).

Meteorologia espacial : ramo que visa o estudo da atmosfera por meio de satélites, foguetes

e outro meios, com a finalidade de se fazer uma observação de alcance global.

Bioclimatologia : que estuda as relações entre tempo e clima versus vida dos seres vivos.

1.1.3. Meteorologia aplicada à aeronáutica

Compreende o estudo dos processos físicos que ocorrem na atmosfera, tendo em vista a

economia, eficiência e segurança das atividades aeronáuticas.

1.1.4. Informação meteorológica

A informação meteorológica é utilizada operacionalmente, visando a economia e segurança

do voo e compreende as seguintes fases:

Observação: Verificação visual ou instrumental dos elementos que representam as condições

meteorológicas.

Divulgação: É a transmissão, para fins de difusão no meio aeronáutico, das observações

realizadas.

Coleta: É a obtenção, para fins meteorológicos, das observações feitas.

Análise: É o estudo e interpretação das observações coletadas a serem fornecidas sob forma

de previsão do tempo.

Exposição: É a entrega das observações, análises e previsões para consulta direta dos

aeronavegantes.

1.2. Exercícios

1) Dos ramos da meteorologia abaixo aquele que pertence à meteorologia pura é a:a) agrícola; b) dinâmica;

c) hidrológica; d) aeronáutica.

2) A fase da informação meteorológica que constitui a verificação visual e instrumental das condições meteorológicas denomina-se::a) observação; b) coleta;

c) análise; d) exposição.

3) Das alternativas abaixo, a que não pertence ao ramo da meteorologia aplicada é:a) marítima; b) agrícola;


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c) industrial; d) sinótica.

4) Meteorologia é a ciência que estuda os fenômenos que ocorrem na:a) litosfera; b) atmosfera terrestre;

c) água; d) mesosfera.

5) As observações meteorológicas, quando utilizadas para fins de previsão são:a) corrigidas; b) analisadas;

c) arquivadas; d) expostas.

2. A Terra no sistema solar

2.1. Localização

A Terra é o terceiro planeta do sistema solar, por ordem de distância do Sol, com um diâmetro

aproximado de 12.500 km. Em virtude da forma elíptica da órbita terrestre, a distância Terra-Sol varia ao

longo do ano em torno de um valor médio de 149.600.000 km. O ponto da trajetória da Terra que se acha

mais próximo do Sol chama-se "Periélio", e o mais distante, "Afélio".

2.2. Movimentos da Terra: rotação e translação ou revolução

Tendo como referência o Sol, a Terra executa dois movimentos básicos dentro do sistema

solar. Vamos estudar cada um deles e identificar sua influência nas condições de tempo.

2.2.1. Movimento de Rotação

Este movimento da Terra é feito com velocidade constante em torno de um eixo imaginário,

cuja direção são os pólos terrestres. A rotação da Terra em torno do seu eixo se faz no sentido Oeste-Este,

num período de, aproximadamente, 24 horas. Assim, a Terra tem sempre uma de suas faces voltadas para

o Sol (o dia), enquanto a outra fica às escuras (a noite). O fenômeno dos dias e das noites, causado pelo

movimento de rotação, é responsável pelas variações físicas locais da atmosfera, resultantes do

aquecimento diurno e do resfriamento noturno.


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Movimentação e Rotação da Terra

2.2.2. Movimento de Translação ou Revolução

Neste movimento, a Terra percorre uma trajetória elíptica, de oeste para este em torno do Sol,

num período de 365 dias e 1⁄4 de dia. Para minimizar erros na medida do ano, introduziu-se, a cada 4

anos, um Ano Bissexto de 366 dias.

A órbita elíptica da Terra, no movimento de translação, faz com que ela periodicamente se situe mais

perto do Sol (Periélio) e mais afastada (Afélio). Estes dois pontos, Periélio e Afélio, recebem o nome de

Solstícios e ocorrem, respectivamente, nos dias 21 de dezembro e 21 de junho (Inverno e Verão no

Hemisfério Norte). Apresenta, ainda, posições médias, equidistantes do Sol, chamadas Equinócios, que

ocorrem nos dias 23 de setembro e 23 de março (Outono e Primavera no Hemisfério Norte).

2.3. Estações do Ano

Para um observador fixo na Terra, o Sol se movimenta na esfera celeste. A combinação da

obliquidade do plano de órbita com o movimento de translação dá a esse observador a impressão de que o

Sol se desloca na direção Norte-Sul ao longo do ano. Analogamente, o movimento de rotação dá a

impressão que o Sol se move no sentido Leste-Oeste ao longo do dia.

Climatologicamente, as condições atmosféricas se caracterizam de modo muito especial

durante o movimento de translação ao longo do ano. Se considerarmos, inicialmente, a Terra partindo de

um ponto espacial, determinado pelo nosso calendário oficial, verificaremos que, de modo cíclico, essas

condições se repetem de maneira semelhante, surgindo, como consequência, as estações do ano, que se

iniciam nos instantes denominados "Solstícios" e "Equinócios". Tendo o hemisfério norte como

referência, os Solstícios de Verão e Inverno e os Equinócios de Primavera e de Outono correspondem aos


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inícios dessas estações naquele hemisfério.

Como já foi visto, o eixo imaginário em torno do qual a Terra gira, está inclinado em relação

ao plano de sua órbita. Esta inclinação determina a variação da energia solar recebida pelas diferentes

regiões da Terra e, por conseguinte, as estações do Ano. Conforme esteja a Terra, de um lado ou outro do

Sol, cada hemisfério estará recebendo mais ou menos energia, determinando maior ou menor

aquecimento das regiões.

2.4. Paralelos, meridianos e coordenadas geográficas

Coordenadas geográficas são linhas imaginárias pelas quais a Terra foi “cortada”, essas linhas

são os paralelos e meridianos, através deles é possível estabelecer localizações precisas em qualquer

ponto do planeta.

Veja abaixo algumas observações importantes sobre coordenadas geográficas:

• Plano Equatorial: É um plano imaginário que divide a Terra em dois polos: norte e sul, de

forma igual, mas de uma maneira metafórica, é o mesmo que cortar uma laranja em duas partes iguais

com uma faca.

• Paralelos: São linhas imaginárias paralelas ao plano equatorial.

• Meridianos: São linhas imaginárias paralelas ao meridiano de Greenwich que ligam os

polos norte e sul.

• Latitude: É a distância medida em graus de um determinado ponto do planeta entre o arco

do meridiano e a linha do equador.

• Longitude: É a localização de um ponto da superfície medida em graus, nos paralelos e no

meridiano de Greenwich.

• Meridiano de Greenwich


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Greenwich tornou-se um meridiano referencial internacionalmente em 1884, devido a um

acordo internacional que aconteceu em Washington, isso para padronizar as horas em todo o mundo,

Greenwich foi escolhido por “cortar” o observatório Astronômico Real, localizado em Greenwich, um

distrito de Londres

2.5. Fusos Horários

A necessidade dos fusos é devido ao movimento de rotação da Terra, durante o qual ela gira

no seu próprio eixo, esse movimento dá origem a dias e noites, perfazendo em 24 horas.

Ao realizar o movimento da Terra (rotação), um lado do planeta recebe luz solar (dia) e o

outro lado fica sombreado (noite), o movimento e a luz do sol que incide criam as variações como manhã,

tarde, noite, madrugada, então sempre há 24 horas distintas.

A partir dessas informações verifica-se que a Terra, que é esférica, possui 360o, e o

movimento de rotação que ela realiza gasta 24 horas para ser realizado, se dividirmos 360o por 24 horas,

obteremos 15o, então, cada 15o, que é a distância entre dois meridianos, corresponde a uma hora, isso é

denominado fuso horário.

O ponto Zero é o meridiano de Greenwich ao leste, a cada 15o aumenta 1 hora; e a oeste de

Greenwich, a cada 15o diminui uma hora.

2.6. Latitudes terrestres

2.6.1. Equador (latitude zero)

Maior circunferência do globo terrestre, com aproximadamente 40.000 km, divide a Terra em

dois hemisférios. Os raios solares se projetam perpendicularmente sobre essa latitude, durante os

Equinócios de Primavera e Outono.

2.6.2. Trópicos de Câncer e de Capricórnio

Latitude de 23° 27’ (vinte e três graus e vinte e sete minutos). Os raios solares se projetam

perpendicularmente sobre esta latitude, tanto no Hemisfério Sul (Trópico de Capricórnio) quanto no

Hemisfério Norte (Trópico de Câncer), nos Solstícios de Inverno e de Verão, respectivamente.

2.6.3. Círculo Polar

Latitude de 66º 33’ (sessenta e seis graus e trinta e três minutos). Os raios solares tangenciam

essa latitude tanto no Hemisfério Sul (Círculo Polar Antártico) quanto no Hemisfério Norte (Círculo Polar

Ártico), durante o Inverno, formando as "longas noites" nas áreas localizadas acima deste paralelo.


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2.6.4. Zona Equatorial

Geograficamente, a zona equatorial está situada imediatamente em torno do Equador

Terrestre, entre as latitudes de 15ºN e 12ºS, formando a região mais úmida e aquecida da Terra.

Meteorologicamente, corresponde à estreita faixa ocupada pelos ventos alísios do Hemisfério

Norte e Sul, também denominada "Zona de Convergência Intertropical" ou "Equador Meteorológico".

2.6.5. Zona Tropical

Geograficamente, a Zona ou Região Tropical corresponde à área compreendida entre os

Trópicos de Câncer e Capricórnio. Meteorologicamente, a região tropical é a principal área de

"transferência" de umidade para as demais regiões da Terra, sendo responsável, portanto, pelo equilíbrio

térmico das regiões mais frias.

2.6.6. Zona Subtropical

Corresponde à estreita faixa formada entre o paralelo 30º (norte ou sul) e um dos Trópicos

(Câncer ou Capricórnio). É uma zona de transição entre as regiões frias e quentes. Trata-se da região

climaticamente mais regular. As chuvas são bem distribuídas durante o ano inteiro, e as quatro estações

do ano são bem definidas.

O calor do verão contrasta com as geadas do inverno, passando pelas temperaturas mais

amenas no Outono e na Primavera. No Brasil, é a região onde ocorre, embora esporadicamente,

precipitação de neve (Exemplo: São Joaquim – SC).

O paralelo 30° (tanto norte quanto sul) é conhecido por "latitude de cavalos", região das

grandes calmarias marítimas, proporcionadas pelos anticiclones ali formados.

2.6.7. Zona Temperada

Corresponde à área compreendida entre o paralelo 30° e o Círculo Polar (Ártico ou Antártico).

É uma região de temperaturas amenas, apresentando as estações do ano bem definidas, embora o verão

não seja tão quente quanto o subtropical.

2.6.8. Zona Polar

Corresponde à área situada acima do Círculo Polar, onde as temperaturas são, geralmente,

muito baixas. É uma região de clima oposto ao tropical. É, também, a região onde existe a maior

diferença entre a duração dos dias e das noites. No verão, não escurece; no inverno, os raios solares

praticamente não aparecem, surgindo somente um leve clarão no horizonte, nas áreas próximas aos

Círculos Polares. Nos pólos, a longa noite de inverno dura seis meses.


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2.7. Exercícios

1) Qual a posição da Terra, entre os planetas, por ordem de distância do Sol:a) segundo planeta; b) terceiro planeta;

c) quarto planeta; d) quinto planeta.

2) Quantos tipos de movimento a Terra apresenta:a) três; b) quatro;

c) um; d) dois.

3) Movimento com velocidade constante em torno do próprio eixo é chamado de:a) revolução; b) elíptico;

c) rotação; d) translação.

4) A latitude compreendida entre os trópicos denomina-se:a) ártica; b) temperada;

c) tropical; d) equatorial.

5) Os dois instantes do ano em que o Sol incide exatamente sobre a linha do equador denomina-se:a) solstícios; b) eclíptica;

c) equinócios; d) latitude.

6) Com a Terra na posição dos equinócios temos:a) primavera ou outono; b) inverno no hemisfério sul;

c) verão no hemisfério sul; d) o afélio.

7) O movimento que a Terra faz, que é responsável pelos dias e pelas noites chama-se:a) rotação; b) eclíptica;

c) translação; d) revolução.

8) As estações do ano ocorrem em função do(a):a) movimento de rotação; b) movimento de translação e eclíptica;

c) movimento de rotação e eclíptica; d) movimento de rotação e revolução.

9) Um observador localizado sobre o paralelo de 27º encontra-se em uma latitude:a) subtropical; b) temperada;

c) tropical; d) equatorial.

3. Atmosfera terrestre

O planeta Terra é, provavelmente, o único no qual a atmosfera sustenta a vida como nós a


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conhecemos. As condições do tempo, como um estado da atmosfera, em qualquer hora e lugar,

influenciam diretamente em nossas atividades. Certamente, pelo menos um importante compromisso já

tenhamos adiado ou cancelado por motivos atmosféricos. Evidentemente, as condições do tempo têm

muito a ver com o nosso cotidiano, mas poucas atividades humanas são tão dependentes das condições

atmosféricas quanto a navegação aérea. A Terra, em sua órbita em torno do Sol, acha-se envolvida por

uma camada gasosa chamada Atmosfera.

3.1. Definição

A atmosfera é definida como sendo uma mistura mecânica, inodora e incolor de gases, na qual

cada um dos seus componentes exerce uma função definida. A atmosfera tem ainda a propriedade

termoreguladora, que não permite o aquecimento exagerado durante o dia e evita, à noite, as excessivas

perdas desse aquecimento. Na atmosfera iniciam e evoluem a totalidade dos fenômenos meteorológicos.

3.2. Composição

O ar atmosférico é, como vimos, uma mistura de vários gases, que, em condições normais, se

apresenta inodora, insípida e incolor. Presa à Terra por ação da gravidade, acompanha a massa sólida em

todos os seus movimentos e, pela mesma razão, mantém relação com a massa líquida. Quando

completamente seco, o ar atmosférico possui uma composição aproximada de 78% de Nitrogênio e 21%

de Oxigênio. O 1% restante é composto de outros gases, tais como Argônio, Dióxido de Carbono, Neônio,

Hélio, Ozônio, Hidrogênio, etc.

3.2.1. Vapor D'água

Em seu estado real, o ar atmosférico nunca se apresenta completamente seco (0%) de vapor

d'água. Por menor que seja, considerando-se a grande massa líquida do planeta, ele sempre contém

alguma fração de vapor d'água, cujo conteúdo pode chegar a valores até a 4% do volume considerado,

encontrados nas latitudes equatoriais (quentes e úmidas). O acréscimo ocorrido no percentual do vapor

d'água, por unidade de volume, acarreta, necessariamente, um decréscimo proporcional nos demais gases.

A importância da umidade do ar atmosférico é universalmente reconhecida pela sua influência

na defesa dos tecidos vivos contra as radiações solares e no equilíbrio térmico do meio ambiente.

3.2.2. Impurezas

Os gases da atmosfera mantêm, em suspensão, um imenso número de partículas de

substâncias não gasosas de várias espécies, chamadas, no conjunto, de poeira. Além da poeira visível, que

algumas vezes satura o ar, encobrindo o Sol nas regiões secas, a atmosfera carrega pequenas partículas de

origem orgânica, tais como sementes, esporos e bactérias. Mais numerosas, ainda, são as partículas


11

inorgânicas microscópicas, que contribuem para a formação de névoa e nuvens. Algumas dessas

partículas são provenientes do solo, de fumaça ou de sais de origem oceânica, que são elevadas e

dispersadas pelo vento e correntes de ar.

Embora a maior concentração de partículas seja encontrada nas camadas inferiores, algumas

são transportadas a grandes alturas, quando são atiradas para o ar por meio de explosões vulcânicas,

enquanto outras são resultantes da queima de meteoritos na atmosfera superior, fornecendo poeira ao ar

em grandes altitudes.

Muitas dessas partículas são pequeníssimas, mas exercem dois efeitos importantes sobre o

tempo: primeiro, absorvem água e constituem os núcleos em torno dos quais ocorre a condensação do

vapor d'água; segundo, interceptam uma parte do calor solar, diminuindo, sensivelmente, a temperatura

média nas regiões afetadas.

3.3. Camadas da atmosfera

3.3.1. Definição

A atmosfera terrestre possui uma estrutura vertical extremamente variável quanto aos aspectos

composição, temperatura, umidade e movimentos. Para fins de estudo, costuma-se dividir a atmosfera em

várias camadas, em cujas regiões encontramos peculiaridades relevantes.


12

3.3.2. Troposfera

Também chamada de baixa atmosfera, é a camada que se encontra em contato com a

superfície, cuja espessura varia segundo as estações do ano e a latitude. Nas regiões tropicais, sua altitude

varia de 17 a 19 km; nas regiões de latitudes médias, de 13 a 15 km e nas regiões polares, de 7 a 9 km.

Ela corresponde a camada onde ocorrem os fenômenos meteorológicos mais importantes e que afetam

diretamente a vida sobre a superfície.

Como características da Troposfera, temos as seguintes:

a) os movimentos atmosféricos horizontais e verticais são intensos;

b) apresenta gradiente térmico positivo, ou seja, a temperatura diminui com a altitude, numa

razão média de 2ºC/1.000 ft ou 0,65°C/100 m;

c) cerca de 75% da massa total da atmosfera está concentrado na Troposfera;

d) quase todo o vapor d'água da atmosfera se encontra na Troposfera, razão pela qual ali se

desenvolvem os principais fenômenos e ;

e) o aquecimento da Troposfera se dá, principalmente, por absorção da radiação de ondas

longas, emitidas pela superfície terrestre, a qual, por sua vez, se aquece pela absorção de ondas curtas

emitidas pelo Sol. Por esta razão, a superfície é considerada como fonte de calor para a Troposfera.

3.3.3. Tropopausa

Embora não seja propriamente uma camada, a Tropopausa é uma região de transição entre a

Troposfera e a Estratosfera. Para a aviação, a Tropopausa tem grande significado em virtude da

localização dos fortes ventos de oeste e das áreas de intensa turbulência. Por ser considerada o topo da

Troposfera, a altitude da Tropopausa se altera segundo os mesmos critérios de variação daquela camada.

Sua principal característica é possuir um gradiente térmico vertical muito pequeno e, na maioria das

vezes, isotérmico, com espessura que varia de 3 a 5 km.

3.3.4. Estratosfera

Camada que se estende até cerca de 60 a 70 Km acima da superfície terrestre, onde ocorre

moderada penetração de radiação ultravioleta, que é absorvida pelo oxigênio molecular, o qual se

decompõe e forma uma zona de concentração de Ozônio entre 25 e 50 Km, conhecida como Ozonosfera.

Este fato produz calor e torna a Estratosfera mais aquecida e com características próprias. Apresenta-se

isotérmica do topo da Tropopausa até 20 Km; daí, até 50 km, ela se aquece atingindo temperaturas

superiores a 0ºC; a partir desse nível, volta a esfriar até cerca de -30 °C.


13

3.3.5. Ionosfera ou Termosfera

Ionizada pela ação fotoquímica da radiação solar de baixíssimos comprimentos de onda

(Raios X, Gama e Ultravioleta), esta camada é de grande importância pela sua propriedade de refletir

ondas de rádio a grandes distâncias. Sua altitude máxima pode ultrapassar 500 km.

3.3.6. Exosfera

A Exosfera caracteriza-se por representar a mudança gradativa da atmosfera terrestre em

espaço interplanetário. Sem topo definido, devido a sua baixíssima densidade. Embora a noção de

temperatura se torne imprecisa em razão da rarefação das moléculas do ar, a curva da temperatura se

mantém, indicando aumento gradativo até atingir valores próximos a 2.000 °C, dependendo da atividade

solar.

3.4. Propriedades da Atmosfera

A função básica da atmosfera é filtrar seletivamente a radiação solar, deixando passar até a

superfície terrestre somente a radiação que esteja dentro dos limites suportáveis à vida terrena.

Essa filtragem seletiva que a atmosfera exerce sobre a radiação solar processa-se através da

absorção, da difusão e da reflexão.

3.4.1. Absorção

A absorção mais importante ocorre nas camadas superiores, quando as formas de energia mais

penetrantes e perigosas à vida chocam-se com os átomos da atmosfera, alterando-lhes as estruturas com a

eliminação de elétrons causando, assim, a absorção.

3.4.2. Difusão

A difusão ocorre quando a luz passa através de um meio cujas partículas tenham o diâmetro

menor que o comprimento de onda da própria luz. Quando isso ocorre, parte da luz se espalha ou é

difundida em todas as direções. Este fenômeno inicia-se na Estratosfera. A luz de mais fácil difusão é a de

cor azul, motivo pelo qual o céu apresenta, durante o dia, essa coloração. As partículas em suspensão na

atmosfera difundem diferentes comprimentos de onda, razão pela qual a névoa seca e a fumaça, vistas

contra as montanhas (fundo escuro) adquirem coloração azul-chumbo (cinza-azulado) porém, quando

vistas contra um fundo claro (o horizonte) difundem a cor vermelha ou alaranjada; as gotículas de água,

em forma de nevoeiro e névoa úmida difundem a luz azul e a poeira e a areia em suspensão difundem,

mais frequentemente, a luz amarela. A difusão é, portanto, o processo responsável pelas restrições à

visibilidade.


14

3.4.3. Reflexão

Além da absorção e da difusão, uma boa parte da radiação solar, de natureza luminosa, é

refletida de volta para o espaço, principalmente pelas nuvens e pela superfície da Terra. Superfícies claras

e brilhantes refletem uma maior quantidade de luz do que as superfícies escuras.

3.4.4. Albedo

A capacidade de um corpo em refletir mais ou menos luz é representada pelo albedo, que é

uma relação entre a quantidade de radiação incidente e a quantidade refletida pelo mesmo. O albedo

médio da Terra, considerando-se uma cobertura média de nebulosidade, é de 0,35, ou seja, da

luminosidade recebida, a Terra devolve ao espaço cerca de 35%; as superfícies cobertas de neve possuem

albedo de 0,80; os topos das nuvens, 0,55 a 0,60; as superfícies arenosas, 0,35 e as florestas espessas,

0,05.

3.5. Pressão Atmosférica

O ar atmosférico, por ser matéria, tem peso. Este peso, num passado não muito distante, era

totalmente ignorado pela ciência. Somente após a experiência realizada por Evangelista Torricelli, em

1643, pôde ser demonstrado o quanto pesa a atmosfera sobre a superfície do solo. A experiência de

Torricelli deu origem ao barômetro de mercúrio, instrumento responsável pela elevação do estudo da

atmosfera à categoria de ciência. A pressão do ar atmosférico é o resultado da força exercida em todas as

direções, por efeito do peso do ar. Como consequência dos diversos movimentos constantes do ar, das

variações de sua temperatura e do teor de vapor d'água, o peso do ar atmosférico, sobre um dado ponto,

varia constantemente. A pressão, portanto, de maneira análoga à temperatura, nunca se estabiliza.

Contrariamente às variações térmicas, as variações da pressão não são, de ordinário,

perceptíveis aos sentidos humanos. Elas constituem, no entanto, um aspecto importante do tempo, pelas


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relações que apresentam com as mudanças das condições meteorológicas.

Para a aviação, a pressão do ar atmosférico tem um sentido todo especial, pois, sem essa

informação, a navegação aérea teria um sério problema de segurança.

3.5.1. Altitude, temperatura e densidade

• Altitude é a distância vertical medida entre um ponto qualquer e o nível médio do mar.

• Temperatura é utilizada para medir a quantidade de calor de um corpo.

• Densidade mede o grau de concentração de massa em um determinado volume.

3.5.2. Relação altitude e temperatura

Também denominada de gradiente térmico vertical, é mais definida e de relativa constância.

Ocorre na Troposfera numa razão média de 0,65ºC/100m ou 2ºC/1000pés, denominada de gradiente

térmico normal ou positivo. Entretanto, costuma ocorrer na Troposfera, principalmente sobre os

continentes, no inverno, e sobre os oceanos, no verão, um gradiente térmico negativo, segundo o qual a

temperatura aumenta com a altitude. O resultado disso é um fenômeno chamado de inversão de

temperatura ou simplesmente inversão e a camada atmosférica que a contém, chama-se camada de

inversão. Por outro lado, na Tropopausa e nos primeiros níveis estratosféricos, o gradiente térmico

apresenta-se nulo ou quase constante, caracterizando o fenômeno chamado isotermia.

3.5.3. Relação altitude e densidade

À medida que aumenta a altitude, os gases atmosféricos tornam-se menos densos, pois estão

mais rarefeitos, e, consequentemente, o número de partículas por unidade de volume diminui. Conclui-se

que, conforme a altitude, a densidade da atmosfera diminui.

3.5.4. Variações da pressão atmosférica

A pressão atmosférica é o parâmetro mais importante nas análises feitas nos Centros de

Previsão. Pode ser definida como a coluna de ar que se ergue a partir do solo até o limite exterior da

atmosfera, é uma força exercida em todas as direções, pelo total do ar acima desse ponto. Por efeito de

movimentos constantes do ar, variações de sua temperatura e teor de vapor de água, o peso do ar sobre

um dado ponto sofre variações constantes. A pressão, da mesma forma que a temperatura, nunca se

estabiliza por um período de tempo, esses dois parâmetros determinam a maior parte das mudanças nas

condições meteorológicas.

3.5.4.1. Variação da pressão com a Altitude

A pressão atmosférica diminui com o aumento da altitude na razão de 1 hPa para cada 30 pés.

No nível do mar a pressão é maior porque há uma maior coluna de ar. Quando se sobe, menos ar haverá e,


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por isso, menos pressão ele exerce.

3.5.4.2. Variação da pressão com a temperatura

É inversamente proporcional à temperatura. O ar frio é mais pesado que o ar quente, portanto

exerce uma pressão maior.

3.5.4.3. Variação da pressão com a densidade

Densidade é massa por unidade de volume, portanto quanto maior a massa, maior a

densidade, e maior a pressão.

3.6. Exercícios

1) A atmosfera terrestre é composta por:a) gases; b) gases, vapor d'água e impurezas;

c) vapor d'água; d) gases e impurezas.

2) O ar seco apresenta, aproximadamente, a seguinte composição de de gases:a) 78% oxigênio, 21% hidrogênio, 1% outros gases;

b) 78% hidrogênio, 21% oxigênio, 1% outros gases;;

c) 78% oxigênio, 21% nitrogênio, 1% outros gases;

d) 78% nitrogênio, 21% oxigênio, 1% outros gases.

3) Qual é o maior quantidade de vapor d'água que a atmosfera pode comportar:a) 2%; b) 5%;

c) 3%; d) 4%.

4) Qual a camada que possui a maior parte da massa total da atmosfera?a) Tropopausa; b) Ionosfera;

c) Estratosfera; d) Troposfera.

5) Qual a camada da atmosfera apresenta isotermia?a) Troposfera; b) Ionosfera;

c) Estratosfera; d) Tropopausa.


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6) Qual a camada da atmosfera que ocorrem os fenômenos meteorológicos mais importantes?a) Termosfera; b) Tropopausa;

c) Estratosfera; d) Troposfera.

7) A espessura da Tropopausa pode variar entre:a) 3 a 5Km; b) 2 a 5Km;

c) 3 a 4Km; d) 2 a 4Km.

8) A principal função da atmosfera, em relação a radiação solar, é:a) filtrar seletivamente; b) difusão;

c) absorver; d) reflexão.

9) É mais importante nas camadas superiores:a) albedo; b) difusão;

c) reflexão; d) absorção.

10) A capacidade de um corpo refletir mais ou menos luz é representada pelo(a):a) reflexão; b) albedo;

c) difusão; d) absorção.

11) A relação pressão e altitude é:a) Inversamente proporcional; b) nula;

c) Diretamente proporcional; d) não há relação pressão e altitude.

12) Quanto maior a densidade:a) maior será a pressão; b) menor será a pressão;

c) não altera a pressão; d) não há relação pressão e densidade.

13) Quanto menor a temperatura:a) maior será a pressão; b) menor será a pressão;

c) não altera a pressão; d) não há relação pressão e temperatura.

4. Propagação do calor

O calor, como forma de energia, pode ser transferido de um corpo para outro, quando há uma

diferença de temperatura entre eles. O calor passa sempre de um corpo mais aquecido para outro menos

aquecido; por isso, diz-se que o sentido de propagação do calor é sempre no sentido das temperaturas

mais baixas.

A transferência ou propagação do calor na atmosfera se faz, basicamente, por quatro

processos:


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• convecção, advecção, condução e radiação.

4.1. Formas de propagação

4.1.1. Convecção

É o processo de propagação mais comum na atmosfera, que se traduz pelo movimento vertical

do ar, por meio das correntes ascendentes e descendentes, que levam ar mais aquecido para os níveis mais

elevados e trazem um volume correspondente de ar mais frio para a superfície.

É o mesmo processo pelo qual a água de uma panela exposta ao fogo se aquece igualmente em todos os

níveis. Podemos, então, definir convecção como sendo o processo de transmissão de calor de um ponto a outro de um

fluido, pelo deslocamento de seus átomos e moléculas através de correntes convectivas.

4.1.2. Advecção

Processo pelo qual o ar é transportado horizontalmente, na tentativa de trazer um equilíbrio

entre as temperaturas.

Como sabemos, o ar aquecido se expande e se torna mais leve que o ar frio; isso gera uma


19

diferença de pressão entre as regiões, obrigando o deslocamento de grandes porções de ar no sentido

horizontal a fim de compensar essas diferenças térmicas.

Esse movimento horizontal do ar é que denominamos de correntes advectivas.

4.1.3. Condução

Processo de transmissão do calor menos encontrado na atmosfera, visto que esse processo só

ocorre quando o ar é bastante denso. É a transferência do calor se processando de molécula a molécula,

sem mudança relativa da posição de cada molécula de um corpo. Esse processo é mais comum aos

sólidos.

4.1.4. Radiação

É a transferência de calor pela conversão da energia térmica em radiação eletromagnética, de

natureza semelhante à da luz e a reconversão dessa radiação em calor pelo corpo sobre o qual tenha

incidido a radiação. O aquecimento da Terra, pela radiação solar, ocorre quando a radiação infravermelha,


20

ao atingir a superfície, faz vibrar suas moléculas, dando origem ao calor.

É um processo pelo qual o calor pode ser transferido de um corpo para outro, através de um

desprovido de matéria.

4.1.5. Efeito estufa

O efeito estufa ocorre quando há absorção da radiação terrestre pela nebulosidade e outras

partículas em suspensão, havendo um armazenamento de calor, evitando que a energia calorífica da Terra

seja dissipada para o espaço.

4.2. Exercícios

1) Em relação ao calor, podemos afirmar que:a) é uma forma de temperatura; b) se propaga para o mais quente;

c) é energia; d) somente se propaga por meio de matéria.

2) Processo pelo qual o calor é transportado pelo ar na horizontalmente é chamado de:a) condução; b) convecção;

c) advecção; d) radiação.

3) Processo pelo qual calor é transportado pelo ar na verticalmente é chamado de:a) convecção; b) radiação;

c) condução; d) advecção.

4) Quando o calor se propaga de molécula para molécula, chamamos o processo de:a) condução; b) convecção;

c) advecção; d) radiação.

5) A principal característica do efeito estufa é:a) reter o calor proveniente da Terra; b) formar nuvens;


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c) reter o calor proveniente do Sol; d) deixar passa o calor proveniente do Sol.

5. Água

5.1. A água existe na atmosfera em seus três estados físicos:

• Gasoso: vapor d’água;

• Líquido: nuvens, nevoeiro, chuva, chuvisco e

• Sólido: geada, gelo, neve, granizo.

5.2. Mudanças de estado físico da água

5.3. Ar saturado

O ar está saturado quando sua capacidade de saturação está satisfeita, o seja, quando um

determinado volume de ar contém todo o vapor d’água que é capaz reter, na temperatura existente. A

atmosfera está completamente saturada quando possui 4% de vapor d'água. A capacidade de contenção de

vapor d’água é diretamente proporcional à temperatura do ar.

5.4. Temperatura do ponto de orvalho

Temperatura que um volume de ar deve atingir, para tornar-se saturado com o vapor d’água

nele existente, à uma mesma pressão. Ao atingir a temperatura do ponto de orvalho, observamos que o ar

se satura sem o acréscimo de vapor de água, mas pela diminuição da capacidade de retenção do vapor

desse ar. A temperatura do ponto de orvalho é sempre comparada à temperatura do ar, a fim de permitir a

determinação do teor de umidade atmosférica. O ar estará saturado quando as duas forem iguais.

A temperatura do ponto de orvalho é obtida através de psicrômetros, usando-se a diferença

entre as temperaturas do bulbo úmido e do bulbo seco, daquele conjunto, e a tabela do ponto de orvalho

correspondente.


22

5.5. Ciclo Hidrológico

O ciclo Hidrológico é um sistema alimentador, que permite a circulação contínua da água

entre a hidrosfera e a atmosfera, e vice-versa.

Como vimos, a água é levada para a atmosfera pelo processo físico da evaporação. A água

evaporada, assim permanece na atmosfera, podendo se condensar ou se sublimar, sob a forma de gotas

d’água ou cristais de gelo, constituindo as nuvens e os nevoeiros.

A água condensada ou sublimada retorna à superfície através das precipitações como chuva,

chuvisco, neve e outras. Esse ciclo, água da superfície para a atmosfera pela evaporação e, da atmosfera

para a superfície, pelas precipitações, se repete indefinidamente dando continuidade ao ciclo hidrológico

5.6. Exercícios

1) A nuvens pode ter a água em seu estado:a) gasoso; b) líquido ou sólido;

c) sólido; d) líquido.


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2) Quando a água passa do estado sólido para o líquido, ocorre o processo de:a) condensação; b) solidificação;

c) fusão; d) sublimação.

3) A atmosfera encontra-se saturada quando a porcentagem de vapor d'água atinge:a) 4%; b) 80%;

c) 10%; d) 100%.

4) A temperatura do ponto de orvalho é obtida através do(a):a) termômetro; b) bulbo úmido;

c) temperatura do ar; d) psicrômetro.

5) O ciclo Hidrológico é um sistema alimentador, que permite a circulação contínua da água entre a (o):a) atmosfera o e mar; b) rios e mares;

c) biosfera e atmosfera; d) hidrosfera e atmosfera.

6. Vento

6.1. Definição

A variação do ângulo de incidência dos raios solares das regiões equatoriais e polares traz, em

consequência, um aquecimento diferencial entre essas regiões. Essas diferenças são causadas, em parte,

em virtude dos raios solares incidirem mais perpendicularmente sobre as latitudes baixas do que as

latitudes altas, tornando as regiões equatoriais mais aquecidas do que as regiões polares. Uma outra causa

do aquecimento desigual está no fato de certas partes da superfície terrestre absorverem mais calor do que

outras.

Como sabemos, o ar aquecido expande-se, tornando-se mais leve do que o ar frio. Daí resulta

que uma diferença de temperatura estabelece uma diferença de pressão, obrigando o deslocamento de

grandes porções de ar no sentido horizontal, a fim de contrabalançar essa diferença. Esses deslocamentos

horizontais constituem os “Ventos” e compõem o que denominamos de “CIRCULAÇÃO DO AR”.

6.1.1. Vento de Superfície

Ao apreciarmos os aspectos da camada de fricção, temos a oportunidade de ver que o fluxo de

ar que sopra na camada limite, ou seja, da superfície até 100 metros, como fruto do equilíbrio entre as

forças: do gradiente de pressão, de Coriolis, Centrífuga e de Atrito, recebe o nome de vento de superfície.

Ele é muito sujeito a alterações em direção e velocidade, sobretudo devido ao efeito de atrito do ar com a

superfície terrestre. Por outro lado, apresenta vital importância para as atividades humanas de modo geral,


24

sobretudo para as aeronáuticas.

6.1.2. Vento de Altitude

Os ventos que fluem da camada de transição, ou seja, acima de 100 metros até atingir o nível

no qual o atrito desaparece totalmente são chamados de Ventos Superiores ou Ventos de altitude.

6.2. Forças que atuam sobre o vento

6.2.1. Força de gradiente de pressão

A variação da pressão no sentido horizontal considerada sobre uma determinada distância, é

chamada gradiente de pressão, e a força que desloca o ar no sentido das pressões mais baixas, de força do

gradiente de pressão. Esta atua em função direta do gradiente de pressão, pois quanto maior este mais

intensa será a força e vice-versa.

Várias outras forças atuam na mecânica dos ventos, como veremos mais adiante, a força do

gradiente de pressão é a que inicia o movimento eólico. Por esse motivo, ela é denominada de força

motriz dos ventos.

Se somente a força do gradiente de pressão atuasse sobre o ar em movimento, o vento sopraria

sempre, diretamente da alta pressão para a baixa pressão. Todavia, como já foi dito acima, outras forças se

fazem presentes nos diversos tipos de ventos, tais como: força centrífuga, força de Coriolis e força de

atrito, e, com isto, o vento nem sempre sopra diretamente da alta para a baixa.

6.2.2. Força Centrífuga

Como a Terra gira em torno de seu eixo, todos os objetos em movimento sobre sua superfície

estão sujeitos a uma força que atua numa perpendicular ao mesmo eixo - é a força centrífuga. Essa força

aparente é aplicada quando consideramos um objeto (parcela de ar) em repouso com relação a um sistema

de coordenadas em rotação (Terra). Esse é o caso de uma parcela de ar que está em sincronia de rotação

com a Terra.

6.2.3. Força de Coriolis

Se a Terra não fosse animada do movimento de rotação, o vento sopraria sempre da alta para a

baixa, de forma direta. A rotação, entretanto, obriga esse movimento do ar que, teoricamente, é

perpendicular às isóbaras, a um desvio. Este fenômeno é fruto de uma força resultante entre a força

centrífuga e a força de gravidade, a força de Coriolis, também chamada de força defletora, cuja existência

atribui-se ao físico e matemático francês Gaspard Gustave de Coriolis. Esta força não é real, mas sim

aparente, pois determinamos a direção de um movimento em relação à superfície da Terra que, por sua

vez, também se acha em movimento. Com isto, o seu efeito defletor faz-se presente em todos os


25

movimentos com relação à superfície, porém não deve ser levado em conta nos movimentos de escala

comparativamente pequena. A deflexão, independentemente da direção do movimento, sempre se faz para

a direita no hemisfério norte e para a esquerda no hemisfério sul. Isto significa, que um objeto qualquer,

movendo-se sobre a superfície da Terra, tende continuamente, a se desviar para a direita no hemisfério

Norte e para a esquerda no hemisfério Sul, como resultado do efeito da rotação da Terra, combinada com

o movimento do corpo relativamente à superfície.

Como qualquer outra força, a força de Coriolis também possui magnitude e direção. A

magnitude depende de dois fatores: velocidade do vento e latitude onde ele ocorre e é diretamente

proporcional a ambas. Com isto, concluímos que a força de Coriolis é mais intensa nos pólos e nula no

equador. A direção é aquela da deflexão, ou seja, para a direita no hemisfério Norte e para a esquerda no

hemisfério Sul. Deve-se ressaltar que a Força de Coriolis atua perpendicularmente à direção da

velocidade do objeto que se desloca, podendo apenas mudar a sua trajetória, mas jamais influir no módulo

da velocidade.

6.2.4. Força de Atrito

Outro efeito exercido sobre os ventos é aquele provocado pela fricção do ar com o solo e que

se denomina força de atrito. Ocorre próximo à superfície e produz um efeito de turbilhonamento que se

traduz em alterações na direção e velocidade do vento. À medida que vão sendo considerados níveis mais

elevados, o efeito de fricção vai diminuindo gradativamente, até desaparecer. O nível atmosférico onde

isto ocorre denomina-se nível gradiente ou nível do vento geostrófico, pois, como veremos mais adiante,

este tipo de vento só ocorre livre de atrito. O nível gradiente localiza-se, em média, a 600 metros acima da

superfície, muito embora oscile entre 400 e 1000 m, dependendo do aspecto orográfico. A camada

atmosférica compreendida entre a superfície e o nível gradiente é chamada de camada de fricção ou

camada planetária e acima desta, atmosfera livre.


26

6.3. Descrição do vento

6.3.1. Modo de descrever o vento. Instrumentos de medição

Os ventos são denominados de acordo com a direção e o sentido de onde provem. Assim, por

exemplo, o vento que sopra da região sul para a região norte será chamado de vento sul. Os instrumentos

destinados à medida da velocidade dos ventos são chamados anemômetros, que podem ser analógicos ou

digitais.

6.3.2. Elementos: direção do vento e velocidade/intensidade do vento

A direção do vento é o ponto cardeal de onde vem o vento: N, NE, E, SE, S, SW, W e NW, e

também pode ser representado em graus de 0º à 360º. As medidas básicas do vento referem-se à sua

direção e velocidade. A unidade de medida da velocidade do vento para aviação é em nós ( KT )

6.3.3. Efeitos dos ventos sobre as aeronaves em pousos, em decolagens e na navegação aérea

Tanto no pouso quanto na decolagem, o ideal é a aeronave sofrer um vento de proa, ou seja de

frente, que facilita a sustentação da aeronave. Em algumas situações isso não será possível, e a aeronave

pode sofrer ventos de cauda (traseira), ou vento de través (laterais), e se faz necessário aplicar correções

para se manter a segurança do pouso ou decolagem.

Num voo em rota, o vento afeta a aeronave de duas maneiras, em sua direção e na sua

velocidade. O avião se desloca na camada de ar. Se esta camada de ar se desloca, o movimento resultante

da aeronave será a soma vetorial do movimento da aeronave e da massa de ar (vento). Para facilidade de

estudo, costuma-se dividir o vento em duas componentes, uma de través e a outra de cauda ou proa, de

acordo com a direção que sopram em relação a aeronave.

6.4. Exercícios

1) A principal causa da origem do vento é a(o):a) rotação da Terra; b) diferença de pressão;

c) força de Coriolis; d) inclinação da Terra.

2) Considerando o movimento de rotação da Terra, a força centrífuga atua numa:a) perpendicular ao eixo da Terra; b) inclinação de 23º e 27';

c) paralela ao eixo da Terra; d) inclinação de 66º e 33'.

3) A força de Coriolis também é chamada de:a) força de rotação; b) força defletora;

c) força reflexora; d) força retentora.


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4) Sobre a força de Coriolis podemos afirmar que:a) é mais intensa no equador; b) menos intensa nos polos;

c) é mais intensa no polos; d) é mais intensa nos trópicos.

5) O vento de superfície ocorre da superfície até:a) 50m de altura; b) 150m de altura;

c) 100m de altura; d) 200m de altura.

6) O instrumento utilizado para medição do vento é:a) pluviógrafo; b) psicrômetro;

c) anemômetro; d) barômetro.

7) No que tange os efeitos dos ventos em aeronaves durante pousos e decolagens, o ideal e ter vento:a) de proa; b) de través;

c) de cauda; d) por cima.

7. Nuvem

7.1. Definição

De acordo com o Atlas Internacional de Nuvens, da Organização Meteorológica Mundial

(OMM), nuvem é um conjunto visível de partículas minúsculas de água no estado líquido ou sólido, ou

em ambos, em suspensão na atmosfera.

7.2. Classificação quanto aos aspectos físicos

• Estratiforme: apresentam-se em camadas continuas de grande extensão horizontal, são

lisas, a base e o topo têm forma bem definida, ar calmo sem turbulência.

• Cumuliforme: camadas descontinuas de grande extensão vertical, possuem contornos bem

definidos, ar turbulento.

• Cirriforme: apresentam-se de forma alongada e filamentosa, sem sombra própria, são

brancas e brilhantes e formadas por cristais de gelo.

7.3. Classificação quanto à estrutura física

• Líquidas: formadas por gotículas de água;

• Sólidas: formadas por cristais de gelo;

• Mistas: formadas por gotículas de água e cristais de gelo.


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7.4. Classificação quanto ao estágio de formação

7.5. Tipos de nuvens

7.5.1. Estratocúmulos (SC)

Banco, lençol ou camada de nuvens cinzentas ou, ao mesmo tempo, cinzentas e

esbranquiçadas, tendo quase sempre partes escuras em forma de lajes, seixos, rolos, etc., de aspecto não

fibroso, soldadas ou não. A maioria dos elementos pequenos dispostos regularmente tem uma largura

aparente superior a 5 graus.

7.5.2. Stratus (ST)

Apresenta-se em forma de uma camada continua de cor cinzenta, tem um aspecto turvo e

muito uniforme, geralmente costumam ocultar construções muito altas e pequenos montes, apresenta uma

forma fragmentada mais clara proveniente da elevação do nevoeiro. A sua principal característica é o

chuvisco.


29

7.5.3. Nimbostratus (NS)

Camada de nuvens cinzentas, muitas vezes sombria, com um aspecto embaciado em

consequência de chuva ou neve mais ou menos contínuas. A espessura dessa camada é, em toda sua

extensão, suficientemente densa para ocultar completamente o sol. Existem frequentemente embaixo da

camada, nuvens baixas esgarçadas soldadas ou não a esta camada.

7.5.4. Altocumulus (AC)

Banco, lençol ou camada de nuvens brancas ou cinzentas ou, simultaneamente, brancas e

cinzentas, tendo geralmente sombra própria; têm forma de lamínulas, seixos, rolos, etc., de aspecto, às

vezes, parcialmente fibroso ou difuso, soldados ou não; a maioria dos elementos dispostos regularmente

têm, geralmente, uma largura aparente compreendida entre 1 e 5 graus (a largura mínima aparente é,

aproximadamente, a do dedo mínimo, com o braço estendido e a largura máxima – 5 graus – é a de três

dedos com o braço estendido.


30

7.5.5. Altostratus (AS)

Lençol ou camada de nuvens cinzenta ou azulada, de aspecto estriado, fibroso ou uniforme,

cobrindo inteira ou parcialmente o céu e apresentando partes suficientemente delgadas para que se possa

ver o sol, pelo menos vagamente, como se fosse através de um vidro despolido. Possui precipitação que

pode alcançar o solo como forma de chuva ou neve de caráter continuo.

7.5.6. Cirrus (CI)

Nuvens isoladas, com textura fibrosa, sem sombra própria, geralmente de cor branca e

frequentemente de brilho sedoso. São constituídas por cristais de gelo e podem se apresentar sob a forma

de fibras delgadas ou filamentos retilíneos, encurvados ou emaranhados e em bancos suficientemente

densos para parecerem cinzentos, quando se encontram na direção do Sol.


31

7.5.7. Cirrocumulus (CC)

Banco, lençol ou camada delgada de nuvens brancas, sem sombra própria, compostas de

elementos muito pequenos, em forma de grânulos, rugas, etc., soldados ou não, dispostos mais ou menos

regularmente. A maioria dos elementos tem uma largura aparente inferior a 1 (um) grau.

7.5.8. Cirrostratus (Cs)

Véu de nuvens transparente e esbranquiçado, de aspecto fibroso (cabeleira) ou liso, cobrindo

inteira ou parcialmente o céu, dando lugar ao o fenômeno do "halo" em volta do sol ou da lua. Às vezes, o

véu dos Cirrostratus é tão tênue que o único indício de sua presença é o “halo”.

7.5.9. Cumulus (Cu)

Nuvens isoladas, geralmente densas e de contornos bem definidos, desenvolvendo-se


32

verticalmente em forma de mamilões ou torres, cuja parte superior, cheia de protuberâncias, assemelha-se,

muitas vezes, a uma "couve-flor". Quando iluminadas pelo sol, são de um branco brilhante, e sua base,

relativamente sombria, é sensivelmente horizontal.

7.5.10. Cumulunimbus (CB)

Nuvem densa e possante, de considerável dimensão vertical, em forma de montanha ou de

enormes torres. Uma de suas partes, pelo menos da região superior, é lisa, fibrosa ou estriada e quase

sempre achatada, podendo desenvolver-se em forma de bigorna ou de um vasto penacho.

Debaixo da base do Cb, frequentemente muito escura, existem normalmente nuvens

esgarçadas, soldadas ou não a ela e precipitações em forma de virga (precipitações que não alcançam o

solo).

7.6. Exercícios

1) A nuvem é a água na forma física:a) líquida; b) sólida;

c) vapor; d) líquida ou sólida .

2) Nuvem densa e possante, de considerável dimensão vertical, em forma de montanha ou de enormes torres, são características de:a) cumulunimbus b) nimbustratus;


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c) cumulos; d) stratus.

3) Nuvem média em forma de lençol ou camada, cinzenta ou azulada, de aspecto estriado, fibroso ou uniforme, são características de:a) altostratus b) nimbustratus;

c) altocumulos; d) stratus.

4) Nuvem de cor cinzenta, tem um aspecto turvo e muito uniforme, geralmente costumam ocultar construções muito altas e pequenos montes, são características de:a) altostratus b) nimbustratus;

c) altocumulos; d) stratus.

5) Nuvens que assemelha-se, muitas vezes, a uma "couve-flor", são características de:a) nuvens stratiformes; b) nuvens nimbuforme;

c) nuvens cumuliformes; d) nuvens cirrusformes.

8. Nevoeiros

8.1. Definição

O nevoeiro é um hidrometeoro em forma de gotículas d’água, que ocorre próximo à superfície

terrestre, com a característica de reduzir a visibilidade horizontal a menos de 1000 metros.

Com temperaturas extremamente baixas, o nevoeiro pode constituir-se de minúsculas

partículas de gelo em suspensão sendo chamado, neste caso, de nevoeiro glacial.

8.2. Efeito dos nevoeiros sobre as aeronaves em pousos e em decolagens

Os nevoeiros, além de reduzirem a visibilidade horizontal a menos de 1.000 metros, podem,

algumas vezes, também, reduzir consideravelmente a visibilidade vertical, não permitindo que um

observador do solo aviste o céu ou as nuvens acima do nevoeiro.

Pelo fato de reduzirem drasticamente a visibilidade, os nevoeiros podem inviabilizar as

operações aéreas e cabe ao operador da Estação Meteorológica a melhor observação, a fim de esclarecer

ao usuário (o aeronavegante), para que o mesmo possa voar em total segurança.

8.3. Exercícios

1) Uma das características do nevoeiro é reduzir a visibilidade, que é inferior a:a) 100m; b) 800m;

c) 500m; d) 1000m.


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2) Quando há temperaturas extremamentes baixas o nevoeiro pode ser formado por minúsculas partículas de gelo, sendo neste caso chamado de nevoeiro:a) glacial; b) congelado;

c) super frio; d) de inverno.

9. Turbulência

9.1. Definição

Para uma aeronave em voo, a atmosfera é considerada turbulenta quando há irregularidade do

movimento do fluxo de ar, resultante de vários fatores, tais como: aquecimento diferenciado do solo.

Nebulosidade e obstáculos naturais. Esse movimento irregular do fluxo de ar, mais conhecido como

turbulência, exerce um significativo efeito no voo podendo, até mesmo, comprometer a atividade aérea.

9.2. Tipos de turbulência

9.2.1. Turbulência convectiva ou térmica

É aquele tipo que ocorre devido ao efeito do gradiente térmico, tendo como causa o processo

da convecção. Assim, é mais comum e mais intensa no verão, sobre a terra, durante o dia, quando o

aquecimento solar atinge o máximo. Trata-se do tipo mais comum de turbulência, estando associada às

nuvens cumuliformes, frutos de instabilidade, não havendo aeronauta que não a conheça. Ela aumenta em

intensidade e amplitude vertical, dependendo do gradiente térmico.

O alcance vertical da turbulência convectiva na atmosfera, é limitado por um nível chamado

Limite Termal de Instabilidade, cuja distância é determinada em função do gradiente térmico à superfície.

Os topos de trovoadas nunca ultrapassam o referido limite e toda turbulência que ocorrer entre a

superfície e ele, dentro ou fora de nuvem cumuliforme, deverá ser considerada como convectiva. De um

modo geral, a turbulência convectiva é sempre mais intensa em trovoada no estágio de maturidade. Ela se

faz sentir sobre uma aeronave em voo mediante contrastes violentos de ascendentes e descendentes,

precedidos e sucedidos por oscilações irregulares.


35

9.2.2. Turbulência orográfica

É a que ocorre como consequência de ventos fortes que sopram perpendicularmente contra

montanhas relativamente íngremes. Nesta situação, o ar sobe mecanicamente a barlavento, ao longo da

encosta e desce do outro lado a sotavento, formando uma onda que se expande para longe da montanha. É

a primeira da série de ondas chamadas de orográficas ou estacionárias, que no conjunto compõem a

chamada turbulência orográfica e que serão tanto mais intensas quão mais fortes forem os ventos e mais

elevada a montanha. É comum a formação de nuvens de aspecto cumuliforme sob a forma de lentes

(lenticulares) nas cristas dessas ondas.

A turbulência orográfica é sempre mais intensa e mais irregular a sotavento, sobretudo

próximo da montanha, uma vez que a atuação das ondas estacionárias diminui para longe da mesma.

9.2.3. Turbulência mecânica ou de solo

É a turbulência provocada pelo ar que sopra perpendicularmente a um obstáculo.

9.2.4. Turbulência dinâmica

É formada pelo atrito entre ventos adjacentes que fluem de direções diferentes ou com

velocidades diferentes.


369.2.4.1. Wind Shear ( cortante de vento ou tesoura de vento )

Ventos adjacentes fluindo de direções diferentes criam, na área de contato, uma agitação

caracterizada por um movimento ondulatório que se traduz pela chamada cortante do vento ou Wind

Shear.

9.2.4.2. Turbulência de céu claro ( CAT )

Ventos adjacentes fluindo com velocidades diferentes criam, na área de contato, uma agitação

caracterizada por um movimento ondulatório que se traduz pelo chamado gradiente do vento. O exemplo

mais típico é a turbulência associada aos ventos fortes em altitude e a Corrente de Jato, conhecida como

turbulência de céu claro ou CAT ( Clear Air Turbulence).

Ela ocorre mais comumente entre 20.000 e 40.000 pés e sua característica principal é a de

vibrações rápidas e seguidas desenvolvidas em áreas de extensão horizontal muito variável. É mais

comum e mais intensa no Inverno e menos comum e menos intensa no verão, tendo em vista o ciclo da

Corrente de Jato, fenômeno ao qual se acha associado.

9.2.4.3. Esteira de turbulência

Trata-se de um tipo de turbulência dinâmica provocada pelo fluxo aerodinâmico sobre asas de

aeronaves de grande porte operando principalmente no solo. O fenômeno é resultante de um turbilhão que

forma um vórtice (ar em movimento espiralado) e se propaga com perigo para aeronaves de pequeno

porte, até por volta de 150 metros à retaguarda e de duas a quatro vezes a envergadura da asa da aeronave

geradora, lateralmente. São dois os vórtices e eles se dirigem sempre em direção à superfície, até cerca de

30 metros do solo quando a aeronave está próxima ao solo, antes de se deslocarem lateralmente e afastar-

se um do outro, para em seguida se dissiparem.

9.3. Classificação da turbulência quanto à intensidade

A identificação da intensidade da turbulência é muito difícil para a tripulação, principalmente

considerando o tipo de aeronave, e para os previsores meteorologistas, que se valem de informações

variadas e, muitas vezes, contraditórias.

O critério mais objetivo de classificação da intensidade da turbulência é aquele que relaciona


37

a aceleração vertical do avião com a gravidade terrestre (g = 9,81 m/s2).

9.3.1. Turbulência leve

A aeronave sofre acelerações verticais inferiores a 0,2 "g", isto é, inferiores a 2 m/s2. A

tripulação sente a necessidade de utilizar o cinto de segurança, todavia os objetos soltos ainda continuam

em repouso.

9.3.2. Turbulência moderada

A aeronave sofre acelerações verticais, compreendidas entre os valores de 0,2 e 0,5 "g", ou

seja, entre 2 e 5 m/s2. Os tripulantes podem ser lançados, ocasionalmente, para fora de seus assentos,

sendo imprescindível o uso do cinto de segurança.

9.3.3. Turbulência forte

A aeronave sofre acelerações verticais, compreendidas entre os valores de 0,5 e 0,8 "g",

podendo ficar fora de controle. Devido aos violentos ziguezagues, os passageiros podem entrar em

pânico. Os objetos soltos são fortemente lançados de um lado para outro e os instrumentos do avião

vibram fortemente, criando sérias dificuldades ao piloto.

9.3.4. Turbulência severa

A aeronave sofre acelerações verticais superiores a 0,8 "g", podendo, em raras ocasiões,

atingir 3 "g", isto é, 3 vezes a aceleração da gravidade. Nessas circunstâncias, é impossível controlar a

aeronave, que pode sofrer danos estruturais irreparáveis.

9.3.5. Efeitos da turbulência sobre as aeronaves em pousos, decolagens e na navegação aérea

As reações de uma aeronave à turbulência dependem das diferenças da velocidade do vento

adjacente, do tamanho e peso da aeronave, da superfície das asas e da altitude de voo Quando passa

rapidamente de um fluxo para outro, a aeronave sofre intensa mudança de velocidade.

Obviamente, se o tempo de mudança for maior, a variação da velocidade da aeronave será

menor, proporcionando maior suavidade aos "solavancos". No entanto, o conhecimento antecipado das

áreas de turbulência ajudará a evitar ou minimizar o desconforto e os perigos da turbulência.

9.4. Exercícios

1) A turbulência associada a nuvem convectiva, que ocorre normalmente à tarde no verão, é chamada turbulência:a) térmica; b) orográfica;

c) mecânica; d) de solo.


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2) A turbulência causada por corrente de jato é:a) frontal; b) de ar quente;

c) térmica; d) de ar claro.

3) O atrito de ventos fortes com o terrenos irregulares e/ou obstáculos artificiais poderá produzir um tipo de turbulência denominada:a) orográfica; b) convectiva;

c) frontal; d) mecânica de solo.

4) A turbulência que ocorre com maior frequência ano verão, identificada pela presença de nuvens cumuliformes denomina-se:a) de solo; b) frontal;

c) mecânica; d) convectiva.

10. Frentes

10.1. Definição

Define-se frente como a superfície limite entre duas massas de ar de características

heterogêneas. Isto é, massas de ar que apresentam quantidades de umidade, pressão e temperatura

distintas.

10.2. Tipos

10.2.1. Frente fria

A frente é denominada fria quando o ar frio desloca o ar quente ocupando o seu lugar. É

evidente que, quando a massa de ar frio desloca a massa de ar quente, o seu movimento é facilitado pelo

fato do ar frio ser mais denso que o ar quente. Em função disso, as frentes frias se movem com mais

rapidez, provocando a instabilidade do ar e, com isto, todos os fenômenos inerentes a este tipo de

equilíbrio atmosférico.

O ângulo que as frentes formam com a superfície é chamado de inclinação ou declive e,

quanto maior for esta inclinação, mais velozes e mais violentas serão as frentes, uma vez que o declive

determina um maior ou menor atrito com a superfície. Assim sendo, as frentes frias, por terem um declive

muito acentuado, são as mais rápidas, pois o tempo frontal decorrente se estende por uma faixa entre 80 e

800 quilômetros

10.2.1.1. Características

a) Declive: as frentes frias têm declives que variam em proporção desde 1 por 30 até 1 por

150. Em média, o declive fica em torno de 1 por 80, o que significa dizer: para um quilômetro na vertical,

existem 80 na horizontal;


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b) Deslocamento: no Hemisfério Sul, deslocam-se de sudoeste para nordeste e, no Hemisfério

Norte, de noroeste para sudeste. Este movimento obedece ao movimento de massa de ar;

c) Pressão: quando uma frente fria avança, é indício que o centro de alta pressão que a

empurra apresenta-se mais intenso que o centro de alta pressão que se opõe ao seu avanço. As pressões

vão caindo pouco a pouco até atingir os mínimos na área frontal, voltando a subir no setor pós-frontal;

d) Temperatura: com a queda da pressão, haverá um aquecimento acima do normal,

propiciando um aumento da temperatura à superfície, no setor pré-frontal. Após a passagem de frente e,

consequentemente, a entrada da alta pressão polar, haverá uma queda de temperatura;

e) Ventos: sendo uma frente à região compreendida entre dois centros de alta pressão, a

circulação destas altas fará com que os ventos sejam, no Hemisfério Sul, pré-frontais de NW, frontais de

W e pós-frontais de SW e, no Hemisfério Norte, pré-frontais de SW, frontais de W e pós-frontais de Nw

e;

f) Linha de Instabilidade: algumas vezes, as frentes frias muito ativas, devido a massas

polares de grande densidade, movem-se com grande velocidade, produzindo um fenômeno chamado

“Linha de Instabilidade” pré-frontal (squall line). Esta linha de instabilidade é uma linha de trovoadas que

antecede a essas frentes, deslocando-se com mais velocidade que elas, na mesma direção do movimento

frontal, posicionando-se entre 80 e 400 Km em sua dianteira. As trovoadas dessas linhas normalmente são

mais intensas do que as das próprias frentes.

10.2.2. Frente quente

A frente é denominada quente quando uma massa de ar quente desloca o ar frio, ocupando o

seu lugar à superfície e, ao mesmo tempo, vai subindo por ela. Tal condição pode ocorrer com uma frente

fria que, após ter se tornado estacionária, retorna em forma de frente quente, como resultado da

intensificação do ar tropical que, nessa situação, apresenta pressões maiores e densidade média. Dessa

forma, o ar tropical passa a empurrar o ar polar, pouco a pouco, e a frente fria, que até então se tornara

estacionária, começa a recuar lentamente sob a forma de frente quente, porque o que avança nesse

momento é o ar tropical, mais aquecido do que o ar polar.

A zona frontal constitui, neste caso, uma frente quente na qual o ar quente, ao mesmo tempo

em que empurra, por estar mais intensificado, também se eleva gradativamente sobre o ar mais frio que se

opõe ao seu avanço. Desse modo, a frente quente toma o aspecto de uma rampa inclinada, no mesmo

sentido do seu deslocamento.

10.2.2.1. Características

a) Declive: as frentes quentes possuem um declive médio de 1 por 150;


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b) Deslocamento: no Hemisfério Sul, deslocam-se de noroeste para sudeste e, no Hemisfério

Norte, de sudoeste para nordeste;

c) Pressão: a variação da pressão será a mesma da frente fria, entretanto, a variação é pouco

acentuada, que mal se percebe;

d) Temperatura: durante a passagem da frente quente há um aumento gradual da temperatura;

e) Ventos: Hemisfério Sul: pré-frontal SW, frontal W e pós-frontal NW. Hemisfério Norte:

pré-frontal NW, frontal W e pós-frontal SW.

f) Nevoeiro: os nevoeiros associados às frentes quentes ocorrem na massa de ar frio, no setor

pré-frontal e ;

g) Nuvens: o avanço do ar quente sobre o ar frio força o ar tropical a subir muito lentamente,

provocando a formação de nuvens estratificadas, sendo esta característica, inclusive, um dos principais

métodos de reconhecimento da atuação do sistema frontal quente em uma região.

10.2.3. Frente Oclusa

Define-se como frente oclusa o encontro de duas frentes de características diferentes. Este

encontro ocorre associado a uma baixa pressão, conhecida como ciclone extratropical.

Existem dois tipos de oclusão: oclusão fria e oclusão quente. Uma oclusão será fria quando,

após ocorrer o encontro das duas frentes, o ar mais frio permanece na superfície; e oclusão quente

quando, após o encontro, o ar menos frio permanece na superfície.

10.2.4. Frente estacionária

É denominada frente estacionária quando uma frente perde velocidade e seu deslocamento é

bastante desprezível, isto é, quando as duas massas de ar atingem o equilíbrio.

As condições de tempo em uma frente estacionária são semelhantes às encontradas na frente

que perdeu deslocamento, em geral menos intensas. Uma característica da frente estacionária é que o

tempo associado a ela persiste numa área por vários dias.

10.3. Efeitos das frentes sobre o voo

Os movimentos das massas de ar são determinantes para as condições climáticas tais como:

trovoadas, turbulências, formação de gelo, etc; mas estas massas podem, também, trazer boas condições

climatológicas, ambas situações influenciam diretamente sobre a navegação aérea.


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10.4. Exercícios

1) As frentes frias no hemisfério sul apresenta um deslocamento predominante de:a) NE; b) SW;

c) NW; d) SE.

2) Quando uma massa de ar fria desloca uma massa de ar quente, tem-se uma frente:a) estacionária; b) fria;

c) frontal; d) quente.

3) A linha imaginária limítrofe entre duas massas de ar de características distintas, denomina-se:a) frente; b) massa de ar;

c) trovoada; d) vento de rajada.

4) Com a aproximação de uma frente fria, observa-se num lugar:a) aumento de pressão e temperatura; b) estacionamento da pressão e aumento da

temperatura;

c) aumento de pressão e decréscimo de temperatura;

d) decréscimo da pressão e aumento da temperatura.

11. Trovoadas

11.1. Definição

Tormenta local, de curta duração e de origem convectiva, que se desenvolve a partir de uma

nuvem Cumulunimbus (CB). Muitas vezes é acompanhada de chuva forte e outras vezes de granizo ou

saraiva .

Principalmente para a aviação, ela constitui uma das condições meteorológicas de maior risco,

pois é responsável por uma série de fatores capazes de comprometer a segurança do voo. Durante uma

trovoada, podem ocorrer fenômenos como ventos fortes, granizo, saraiva, descargas elétricas, turbulência,

tornados, formação de gelo e chuva intensa.

11.2. Fases de formação da trovoada

O ciclo de vida de uma trovoada passa por três estágios consecutivos, cuja durabilidade (de 20

a 180 minutos) e intensidade dependerão dos fatores que deram origem ao fenômeno. É pouco provável a

percepção visual da mudança de estágio de uma trovoada, principalmente porque as células dos

Cumulunimbus que formam a tempestade crescem em velocidades diferentes, e dois ou mais estágios

podem ocorrer simultaneamente, possuindo, entretanto, cada estágio, características próprias e bastante


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perceptíveis.

11.2.1. Estágio de Cumulus ou desenvolvimento

Embora nem todas as nuvens Cumulus cresçam o suficiente para produzir tempestade, a

primeira fase do ciclo de vida de uma trovoada denomina-se "Cumulus". Nesta fase, as correntes

ascendentes predominam desde os níveis inferiores, passando pelo interior da nuvem e atingindo muitas

centenas de pés acima do topo, com velocidades próximas a 3.000 pés por minuto. À medida que a

condensação da umidade contida nas correntes ascendentes ocorre, aumentando o corpo visível da nuvem,

o calor latente, liberado no nível de condensação, incrementa as correntes ascendentes já existentes,

proporcionando mais energia cinética ao sistema.

11.2.2. Estágio de maturidade, madureza ou chuva

O início da chuva ou da queda de granizo faz surgir correntes descendentes desde o interior da

nuvem até a superfície, caracterizando a mudança de fase para maturidade. É importante notar que as

correntes descendentes são resultantes do movimento da queda das gotas de chuva ou de granizo. As

gotas d'água e o granizo existentes na nuvem são mantidos em suspensão pelas correntes ascendentes até

que, não mais suportando a massa acumulada, estas são vencidas pelo peso das gotas.

Nesse momento, a nuvem já deve estar atingindo a altura média de 25.000 pés e, à medida

que a precipitação se intensifica, as correntes descendentes se fortalecem. Estando a camada atmosférica

bastante instável, o ar frio do interior da nuvem é rapidamente acelerado para baixo, chegando a atingir

velocidades de 2.500 pés por minuto. O bolsão de ar frio descendente, ao chocar- se contra a superfície,

produz uma cunha de ventos fortíssimos e intensas forças cortantes (Wind Shear), perigosas para as

operações de pouso e decolagem.

Embora apareçam as correntes descendentes, as ascendentes se mantêm intensas nas partes

mais externas da nuvem, chegando a atingir velocidades próximas a 6.000 pés por minuto.

11.2.3. Estágio de dissipação ou bigorna

À medida que as correntes descendentes se intensificam devido ao aumento gradativo da

precipitação, as ascendentes se enfraquecem. Como resultado, toda a nuvem se torna uma grande área de

correntes descendentes, caracterizando o estágio de dissipação da tormenta. Durante esta fase, ventos

fortes dos níveis superiores transformam o topo da nuvem numa grande massa de Cirrus em forma de

"bigorna". No entanto, esta aparência não evidencia a total dissipação da tormenta; tempo severo pode

ainda ser encontrado em muitos Cumulunimbus com grandes bigornas em seu topo.


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11.3. Efeitos das trovoadas sobre as aeronaves no pouso, na decolagem e na navegação

aérea

Ao decidir cruzar uma região afetada por uma tormenta, o piloto deve estar consciente que

aquela ação é imperiosa ou que não lhe resta alternativa.

Quando uma nuvem de trovoada, no estágio de maturidade, aproxima-se de um aeródromo, a

cunha de ar frio que a antecede produz bruscas alterações nos ventos de superfície, que podem chegar a

180 graus e 30 ou 40 nós. Este fenômeno, conhecido por "primeira rajada", constitui um grande perigo

para a aterrissagem. O piloto, em contato com a torre de controle, ciente da aproximação de uma nuvem

de trovoada, deverá perguntar se as mudanças bruscas do vento de superfície já aconteceram; caso

afirmativo, poderá supor que a primeira rajada já tenha cruzado o aeródromo. No entanto, se ainda não

ocorreram, deverá ficar atento ao aparecimento, próximo ao solo, de turbulência forte, um claro indício da

presença da primeira rajada. Nestas condições, se possível, é preferível evitar o pouso naquele momento.

11.4. Exercícios

1) A fase da trovoada em que a energia dos fenômenos meteorológicos diminui é denominada:a) dissipação; b) stratus;

c) maturidade; d) cumulus.

2) As nuvens de trovoada são do tipo:a) cumulus; b) cumulunimbus;

c) stratocumulos; d) altocumulus.

12. Gelo

A formação de gelo em aeronaves é um dos principais problemas meteorológicos para a

aviação. O gelo na estrutura externa da aeronave diminui a sustentação e o impulso e aumenta o peso e o

arrasto. Por outro lado, o acúmulo de gelo nas superfícies móveis exteriores afeta o controle da aeronave.

No passado, a formação de gelo na estrutura das aeronaves foi um problema, principalmente porque

tendia a causar dificuldades em manter a altitude. Embora, hoje, a maioria das aeronaves tenha suficientes

reservas de potência para voar com uma carga pesada de gelo, essa formação na estrutura da aeronave é,

ainda, um sério problema, uma vez que resulta em um grande aumento do consumo de combustível e,

consequentemente, diminuição de autonomia e, ainda, sempre existe a possibilidade de que a formação de

gelo no sistema do motor resulte em perda de potência.


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12.1. Condições propícias para a formação do gelo

12.1.1. Gotículas d’água abaixo do ponto de congelação

As nuvens são as formas mais comuns de água líquida existente na atmosfera, mas por serem

gotas d' água ao ar livre, não se congelam a 0°C, como normalmente acontece. Em muitos casos, as

gotículas existentes chegam a atingir temperaturas de -10°C, podendo, excepcionalmente, chegar a -40°C.

Quanto menores as gotas, mais baixas temperaturas suportam.

Como regra geral, significativa formação de gelo em aeronaves raramente ocorre em nuvens

cuja temperatura seja inferior a -20°C, em virtude de serem formadas quase que exclusivamente por

cristais de gelo. Entretanto, os aeronavegantes mais experimentados reconhecem que a formação de gelo

é possível em quaisquer nuvens cuja temperatura seja igual ou inferior a 0°C. Além disso, ainda é

possível a formação de leve camada de gelo em ar úmido, fora das nuvens, desde que a superfície da

aeronave também esteja abaixo do ponto de congelação.

Chuva ou chuvisco, cujas gotas estejam sob temperaturas inferiores ao ponto de congelação,

constituem, na maioria das vezes, a mais perigosa formação de gelo em aeronaves.

Voando abaixo da base das nuvens, uma aeronave poderá encontrar precipitação super-

resfriada, condição para a formação de gelo em poucos minutos.

12.1.2. Temperatura na superfície da aeronave inferior a 0º C

De um modo geral, essas duas condições podem ser definidas em: presença de água líquida e

de temperatura de sub-congelação. As gotículas de água no ar livre, ao contrário do que ocorre com um

volume de água, não se congelam a 0oC, visto que sua temperatura de congelamento varia de um limite

próximo a -10ºC a um limite inferior próximo a -40º C. Quanto menores e mais puras as gotículas, mais

baixo será o seu ponto de congelação. Quando uma gota super-resfriada golpeia um objeto, assim como a

superfície de uma aeronave, o impacto destrói a estabilidade interna da gota e aumenta sua temperatura de

congelação. Por essa razão, deve-se admitir a possibilidade de formação de gelo em qualquer aeronave

que voe através de nuvens super-resfriadas ou sob precipitação líquidas a temperatura abaixo do ponto de

congelação. Além do que, às vezes, a geada se forma sobre a aeronave em ar úmido e claro se, tanto a

aeronave como o ar, estiverem a temperaturas de sub-congelação.

12.2. Tipos de gelo

O tipo de gelo que se forma numa aeronave depende, basicamente, do tamanho das gotas d'

água existentes nas nuvens e da temperatura ambiente.


45

12.2.1. Claro, cristal ou liso

Este tipo de formação é o que oferece maior perigo às aeronaves em voo. É denso,

transparente, desprende-se com dificuldade e altera significativamente o perfil aerodinâmico do avião.

Além disso, as gotas não se congelam instantaneamente e sua formação mais lenta permite a acomodação

do corpo líquido antes da solidificação total.

A faixa térmica compreendida entre 0 e -10°C, associada às grandes gotas d' água das nuvens

Cumuliformes, em ar instável, é a área mais favorável à formação e à acumulação de gelo cristalino.

Logo, nessas condições, o voo deve ser evitado.

12.2.2. Escarça, opaco, amorfo ou granulado

Este tipo de formação ocorre mais frequentemente em nuvens estratiformes, em atmosfera

estável, na faixa térmica compreendida entre -10 e -20°C. Devido a sua formação instantânea, prende em

seu interior pequena quantidade de ar atmosférico, responsável, pois, pela sua aparência leitosa.

Por desprender-se facilmente, ser mais leve e, ainda, acumular-se mais lentamente, não

oferece tanto perigo; todavia, quando combinado com o tipo cristalino, altera demasiadamente a

superfície aerodinâmica da aeronave se nenhuma providência for tomada por parte do piloto.

A faixa térmica compreendida entre -10 e -15°C, devido pertencer aos dois tipos de formação,

torna-se, portanto, uma região muito perigosa para o voo, onde é mais provável a ocorrência simultânea

de gelo claro e opaco.

12.2.3. Geada

Este tipo de gelo, que se deposita em fina camada, adere aos bordos de ataque, para- brisas e

janelas da aeronave em voo. Não pesa nem altera os perfis, mas afeta a visibilidade do piloto. Sua

formação ocorre, mais frequentemente, nas aeronaves no solo, pela ação da radiação terrestre e, em voo,

quando a aeronave, após passar muito tempo em área muito fria, cruzar regiões com alto teor de umidade.

A quase instantânea sublimação do vapor d' água dá origem à geada.

12.3. Efeitos do gelo sobre as aeronaves no pouso, na decolagem e na navegação aérea

O gelo acumulado sobre uma aeronave pode acarretar excesso de peso, alteração do perfil

aerodinâmico da aeronave, redução da velocidade em voo e da visibilidade do piloto.

12.4. Exercícios

1) Gelo claro ou cristal ocorre dentro das nuvens de trovoada com temperatura:a) abaixo de 10ºC; b) abaixo de -10ºC;


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c) entre 0ºC e -10ºC; d) acima de 10ºC.

2) O gelo mais leve, não muito aderente e de aspecto leitoso, que ocorre em nuvens cumuliformes com temperatura abaixo de –10ºC é o:a) geada; b) cristal;

c) escarcha; d) claro.

3) O gelo mais perigoso para a aviação por ser pesado e aderente é:a) geada; b) opaco ou escarcha;

c) amorfo; d) claro ou cristal.


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13. Bibliografia

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Brasília: Stilo, 2002.

RIHEL, Herbert. Meteorologia tropical. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico, 1965.

VIANELLO, Rubens; ALVES, Adil Rainier. Meteorologia básica e aplicações. Viçosa: UFV,

1991.

NASCIMENTO, F. J. Lino do. Meteorologia Descritiva. São Paulo : Nobel, 1986.

VAREJÃO-SILVA, M.A. Meteorologia e Climatologia - 2 edição. Brasília : Pax, 2001 .

COMANDO DA AERONÁUTICA. Publicações Relacionadas a Meteorologia. Portal da

REDEMET, 2012.


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Apostila Meteorologia - Comissário