Meteorologia Aeronáutica

Meteorologia AeronuticaParte integrante do curso de Meteorologia AirAndinas!Por Mattheus Brandt

Captulo 1 Meteorologia a cincia que estuda a atmosfera, seus fenmenos e atividades. um ramo da Geofsica. cincia natural que se ocupa da fsica do globo terrestre no que diz respeito sua estrutura slida (1itosfera) , lquida (hidrosfera) e gasosa (atmosfera).

Diviso A meteorologia divide-se em: Meteorologia pura: e aquela voltada para pesquisa. Exs: met. Climatolgica , met. Polar , met . tropical ou equatorial, etc. Meteorologia aplicada: aquela voltada para atender o homem nas suas diversas atividades. Exs: met. agrcola, met. martima, met. aeronutica, met. industrial, etc. Atmosfera terrestre: massa gasosa que envolve a terra, protegendo-a do excesso de radiao solar. Constante solar: a quantidade de energia solar que atinge o topo da atmosfera. da ordem de 1,94 cal/cm2 /min.A atmosfera terrestre filtra radiao solar para eliminar o excesso da mesma. Processo de filtragem: Absoro:Penetrao dos raios solares. Ocorre nos nveis mais elevados da atmosfera. Difuso:Disperso dos raios luminosos.Ameniza a incidncia dos raios sobre a superfcie terrestre. Reflexo: Parte dos raios luminosos refletida de volta para o espao. Albedo de uma superfcie: a capacidade de reflexo desta superfcie. Albedo de uma superfcie: A =Er (Quantidade de energia refletida) Ei (quantidade de energia incidente) Albedo mdio da terra = 0,35, ou seja 35% da energia luminosa que incide sobre a terra e refletida de volta para o espao. Superficies mais claras, mais lisas, brilhantes possuem maior Albedo. Insolao: a energia solar residual que atinge a superfcie da terra aps o processo de filtragem seletiva. Provoca o aumento de temperatura da mesma durante o dia. Insol. max.:12:00 horas. Temp. max.:Entre 15:00 e 16:00 horas (normalmente). Temp. min. : Entre 05:00 e 06:00 horas (normalmente).

OBS: Aterra ganha e perde calor atravs da radiao.Em noites de cu nublado, parte do calor desprendido pela terra, atravs da radiao terrestre, absorvido pelas nuvens, evitando um maior resfrimento da superfcie. Este fenmeno conhecido por feito estufa. Composio do ar seco:78% de N, 21% de O2 e 1% de argnio e outros gases. Alm destes elementos, tambm estopresentes no ar: vapor d'gua, partculas de poeira, fumaa, sais, etc. Estes elementos so considerados como

impurezas.

Estrutura da Atmosfera

1) Troposfera (ou baixa atmosfera): menos espessa nos plos e mais expandida no equador. Nos plos: de 7 a 9 Km, no equador de 17 a 19 Km. a de maior concentrao gasosa de todase onde ocorrem a maioria dos fenmenos meteorolgicos: chuvas, nevoeiros, neves, furaces, ventos, nuvens, trovoadas, etc. a camada mais agitada da atmosfera. caracterizada por um decrscimo normal da temperatura com altitude. 2) Tropopausa: considerada como uma zona de transio.Espessura: em mdia de 3 a 5 Km. Caracterstica: ausncia de fenmenos meteorolgicos e uma constante trmica (Isotermia). Nos plos sua temperatura varia entre 40 C e 50 C e no equador de 80 C e 90 C. E mais baixa nos plos e mais elevada no equador. 3) Estratosfera: A DIFUSO mais acentuada da radiao solar acontece nessa camada.A luz de maior difuso a azul da vem a tonalidade azulada do cu.Seu topo se estende entre 60 a 70 km acima da superfcie.Caracterstica: ausncia de fenmenos meteorolgicos, e a difuso mais significativa da radiao solar.Dentro dela, entre 25 Km e 50 Km acima da superfcie, se forma a OZONOSFERA que tem a funo de absorver os RAIOS ULTRAVIOLETAS (UV). 4) Ionosfera: seu topo se estende entre 400 a 500 Km acima da superfcie. uma camada eletrizada,boa condutora de eletricidade. A absoro mais significativa (raios gama, X) ocorre dentro dela. tambm retransmissora de ondas de rdio. 5) Exosfera: se confunde gradativamente com o espao estelar. No tem papel no processo de filtrao seletiva. OBS: o processo de filtragem comea na IONOSFERA

gua na Atmosfera

A gua est presente na atmosfera nos seus trs estados fsicos: GASOSA (em suspenso no ar) ; LQUIDA (nuvens, nevoeiros, etc) ; e SLIDO(neve, granizo) . Fontes:A gua passa para a atmosfera atravs da evaporao de rios, oceanos, lagos, etc. Condensao: Vapor para Lquido Sublimao: Vapor para Slido diretamente. Ciclo Hidrolgico: a circulao contnua da gua entre a hidrosfera e a atmosfera atravs da evaporao e seu retomo posterior para a superfcie, atravs das precipitaes, que podem ser: LQUIDAS (chuvas, chuviscos) e SLIDAS (neve, granizo).A capacidade mxima do ar de conter gua na forma gasosa de 4% do volume desse ar, quando isso acontece, podemos dizer que o ar encontra se SATURADO.

Processos de saturao:a) Por acrscimo de vapor d' gua. b) Por resfriamento. o processo mais comum, o ar ao ser resfriado diminui sua capacidade de conter gua na forma gasosa. Num determinado instante, para um determinado valor de temperatura, ele se satura. Esta temperatura chamada TEMPERATURA DO PONTO DE ORVALHO O acrscimo de vapor d'gua no arse d em detrimento do Nitrognio e do Oxignio , que so mais pesados do que o vapor d'gua. Por isso o ar mido mais leve e menos denso do que o ar mais seco. OBS-. O Orvalho e a Geadano so precipitaes.Formam - se sobre as superfcies a partir do ar saturado e por efeito da radiao terrestre. OBS: A Aeronave tem perda de sustentao no ar mais mido, mas ganha em velocidade e aerodinmica. OBS: sempre favorvel voar em ar mido, mas no favorvel para pousos e decolagens. Medidas da Umidade: A umidade do ar pode ser medida atravs de vrios processos: 1) Umidade absoluta: a razo entre a massa de vapor d'gua por volume de ar ou: g H20 / Var. 2)Umidade especfica: a razo entre a massa de vapor d'gua e a massa de ar mido ou: g H20/Kg ar mido. 3)Razo de mistura: a razo entre a massa de vapor d'gua e a massa de ar seco, ou: g H2O/Kg ar seco. 4)Umidade relativa do ar: a razo entre a quantidade de gua presente no ar e a quantidade mxima que ele pode conter. dada em porcentagem, variando de 0% a 100%. Ex: Um determinado volume de ar contm 30 g de vapor d'gua, ele satura-se com 70 g de vapor d'gua, qual a sua umidade relativa ? 70 ----- 100 30 ----- X3000 / 70 = 43% Ex:Um determinado volume de ar pode conter no mximo 12g de vapor d'gua.No nomento ele contm 3,6 g, qual a sua umidade relativa ? 12 ---- 100 3,6 --- X360 / 12 = 30% Ex:Um determinado volume de ar contm 1 % do seu volume na forma de vapor d'gua.Qual a sua

umidade relativa ? 4% ----100% 1% --- X100/4 = 25% OBS : O Volume do vapor d gua mximo no ar de 4% do volume deste ar = ar saturado = umidade relativa = mxima de 100% = ar saturado Ncleos de condensao, ncleos higroscpicos ou aerossis: so partculas slidas em suspensono ar, em torno das quais o vapor d'gua condensa ou sublima. OBS: poeira, fumaa ,sais , etc.

PrecipitaesCarter de cada uma: Contnua: quando ocorre num perodo igual ou maior que 1 hora. Intermitente: sofre interrupes num perodo de 1 hora. Pancada: quando cai em grande quantidade num curto espao de tempo.

Instrumentos de medio:Umidade relativa: pode ser medida diretamente atravs do higrmetro ou indiretamente atravs do psicrmetro. Chuva: medida diretamente atravs do pluvimetro ou registrada atravs do pluvigrafo (representa em grficos a quantidade de chuva).


Captulo 2

CALOR E TEMPERATURACalor: uma forma de energia. (energia em trnsito) Temperatura: o estado de aquecimento de um corpo ou o grau de agitao das partculas que o constitui. Termmetro: fornece a leitura momentnea da temperatura. Termgrafo: fornece a leiturae registro da mesma. C = 5/9 ('F - 32) [] F = 1,8C + 32[] 'K = C + 273 OBS C - Graus Celsius F - Graus Fahrenheit K - Graus Kelvin Zero absoluto: 0 K. a temperatura na qual cessa agitao dos tomos e molculas de um corpo. Na escala de medio Celsius corresponde a-273C. Propagao do calor: A) Processo por Conveco: Se d na vertical e efetuado pelas CORRENTES. B) Processo por Adveco: Se d na horizontal e efetuado pelos VENTOS. OBS : Os doisProcessos ocorrem simultaneamente , ento A provoca B. C) Processo por Conduo: um Processo mais efetivo nos corpos slidos , principalmente nos metais onde as molculas permanecem em sua posio original. D) Processo por Radiao: o transporte de calor a distancia, sem contato entre os corpos , ou o transporte de calor atravs de fludos rarefeitos.Ex: o calor do sol que chega terra. Variao trmica no globo: GTV Gradiente Trmico Vertical ( Variao da Temperatura com a Altitude)

PRESSO ATMOSFRICA Presso atmosfrica: P = F/Aou P = m.a / A ou P = m.g / ento : P = P/A Unidade de presso: o Hecto-Pascal (HPa), ento 1,033 Kg f /cm2 = 1013,25 hpa. Instrumentos: a)Barmetro: leitura momentnea. b)Bargrafo: leitura momentnea e registro. Gradiente de presso: a)Na Vertical : SEMPRE diminu com a altitude. b)Pela superfcie da terra : Varia na horizontal de ponto para ponto , dependendo de vrios fatores como a Temperatura e Umidade. Presso da estao ao nvel mdio da PISTA (QFE) a presso lida por uma estao

meteorolgica de superfcie. Presso ao nvel mdio do mar (QFF): a presso da estao reduzida ao nvel mdio do mar para fins puramente meteorolgicos. Ajuste do Altmetro(QNH) : a presso da estao reduzida ao nvel mdio do mar para fins aeronuticos cuja sigla QNH CARTA SINTICA -. Ao analisar a variao de presso sobre a superfcie da terra verifica-se que a mesma forma sistemas organizados de presso. Isbaras: linhas que unem pontos de mesmo valor de presso atmosfrica (QFF) , de 2 em 2 HPA . PARES Centro de alta presso: aquela no qual a presso aumenta para dentro do sistema ou diminui para a periferia.Sistema fechado.

Centro de baixa presso: sistema fechado.A presso diminui para dentro do sistema ou aumenta para a periferia.

Crista: um prolongamento de um sistema de alta presso, num sistema aberto. Cavado: um prolongamento de baixa presso num sistema aberto. Colo : Regio entre 2 sistemas de alta e 2 sistemas de baixas. Nesta regio os ventos so fracos porm variam bastante de direo. Atmosfera padro: idealizada pela ICAO ou OACI para servir de referncia no estudo da atmosfera real . Se estende de uma altitude aproximada de 65.000 ft.

Caractersticas da atmosfera padro:1) Ar Seco. 2)Composio do ar: 78% N, 21% 02, 1 % OUTROS. 3) Temperatura padro ao nvel mdio do mar (NMM=15 C). 4) GTV (valor mdio) 0,65C -100m ou 2C /1000 ft, ate a base da tropopausa onde a temperatura de - 56,5C. 5) Presso padro a NMM = 10 1 3,25 hpa. 6) Gradiente de presso vertical: 1 hpa para cada 30Ft=9m. 7) Densidade padro do ar a NMM = 1.225 g/m3 de ar. 8) Velocidade do som ao NMM = 340 m/s.OBS: Estas so as 8 condies ISA (atmosfera padro da ICAO).

CLCULO DE TEMPERATURA PADRO (ISA): Exerccio: Calcule a ISA para 1 0.000 Ft.Calcule a(ISA-10) para 15.000 FtCalcule ISA para o FL 080 2= 1000 FtISA - 10 = 15 - (2 x 15) - 10.ISA 15 (2 x 8) = -1C

15 - (2 x 10) = -5C-15 10 = -25 C

ALTIMETRIA a tcnica de utilizao dos altmetros. Altmetro-. um barmetro dotado de uma cpsula aneride modificado paraindicar altitudes em termos de presso.OBS : 1 HPA = 30ft = 9m

Nveis padres: so nveis de presso constante para fins meteorolgicos. 1000 hpa =120 m acima do nvel do mar 850 hpa = 1.500 m ETC. 700 hpa = 3.000 m acima do nvel do mar 500 hpa = 5.600 m Nveis de vo: so nveis de presso constantes para fins aeronuticos. OBS: os nveis so paralelos entre si e paralelos aos nveis padro de 1013.25 hpa. Altitude de presso: a distncia que separa um nvel qualquer do nvel de presso 1013. 2 hpa. Atmosfera real: nveis deformados mas paralelos. VALOR D :O valor D igual a diferena entre o QNH QNE multiplicado por 30 Exs: VD = 30 x (1018 - 1013) = 5 x 30 = 150 Ft. Erro altimtrico devido variao de presso: Ajuste padro ou ajuste universal = 1013,25 hpa = QNE As acfts devero voar em rota com seu altmetro ajustado em QNE. O altmetro tem como caracterstica indicar sempre a distancia que o separa do nvel para o qualfoi ajustado. Como no vo em rota, o altmetro estar ajustado QNE, as Indicaes dadas pelo mesmo sero sempre a altitude presso da acft ( FL ou Nvel de Vo = AP) ). Ajuste QNH: fornece a elevao ou a altitude da pista quando uma acft est Pousada nesta. Ajuste QNE: fornece a altitude presso da Pista quandouma aeronave estiverpousadanela e ajustado seu altmetro para 1.013 hpa --(QNE). Ajuste QFE : ajuste a zero, pois quando pousada em um aerdromo com ajuste QFE, o altmetro indicar zero. Para pousar a acft ,ao atingir o nvel de transio deve se ajustar o altmetro de QNE para QNH , assim obteremos a ALTITUDE INDICADA. O QNH do momento informado pela torre. Ao decolar, uma acft estar com seu altmetro em QNH e ao atingir a ALTITUDE DE TRANSIO (AT)o piloto dever ajustar o altmetro para QNE. EX : Se uma aeronave voa no FL 100 e a presso a nvel do mar est a 1020 hpa, calcule a distancia da aeronave em relao ao nvel do mar. QNH = 1020VD = (1020 - 1013) x 30210 Ft QNE = 1013Distncia = 10.000 + 21010.210 Ft

Erro altimtrico devido temperatura:1) Voando com temperatura padro no existe erro altimtrico e nem erro de indicao do altmetro.

2) Voando com temperaturas maiores que a padro existe um erro altimtrico para mais e indicao do altmetro para menos. 3) Voando com temperaturas menores do que a padro, existe um erro altimtrico para menos e de indicao do altmetro para mais. 1)(QNH - QFE) x 30 = ELEVAO DO AERDROMO. 2)(QNE - QNH) x 30 = VALOR D. 3)(QNE - QFE) x 30 = ALTITUDE PRESSO DA PISTA.

Erro de temperatura: Et = 0,004 x Ap x /\T 0,004 = constante Ap = altitude de presso (FL) da aeronave /\T = diferena entre a temperatura real e o padro para o FL, considerado. Ex:Uma acft voa com temperatura de 00 C no FL 050.Nesta condio ela estar: ISA= 15-(2x5)=5C /\T=OC 5 C = -5C. Et = 0,004 x 5000 x (-50) Et = -100 ft , a aeronave est voando a 4.900 Ft

ALTITUDE DENSIDADEAd = Ap +100 x /\T 100 = Constante Ad = altitude densidade /\T diferena da temperatura real e a temperatura padro (para o FL considerado) Ap = altitude presso 1) Ad = 5.000 + 100 x (5 - 5)Ad = 5.000 Ft. (Indica que a densidade a padro para 5.000 ft). 2) Ad = 5. 000 + 1 00 x (25 - 5)= Ad = 7. 000 Ft. (Indica que a densidade de 7. 000 ft est ocorrendo a 5.000 ft). 3) Ad = 5. 000 + 1 00 x (O - 5) = Ad = 4.500 Ft. (Indica que a densidade de 4.500 ft est ocorrendo a 5.000 ft). Altitude densidade: a altitude presso corrigida para o erro de temperatura .AD alta favorvel para nveis de vo porm no para operaes de pousoe decolagem. Erro combinado: o somatrio do erro de presso e de temperatura. OBS : O erro somente ser crtico se a presso ao nvel do mar estiver baixa e a temperatura no FL tambm. ALTITUDE VERDADEIRA DA ACFT: a indicao dada por o altmetro quando este foi corrigido para o erro de presso e temperatura.


Captulo 3

Processo AdiabticoProcesso Adiabtico: o resfriamento do ar, sem haver troca de calor com o meio externo a ele. RAU = 0.6 C/100 RAS 1 C / 100 rn GPO -0,2 C/100 m Nvel de condensao convectiva (NCC): o nvel no qual o ar se torna saturado durante seu movimento ascensional. Razo adiabtica seca (RAS): o resfriamento da superfcie at oNCC. Razo adiabtica mida (RAU) : o resfriamento que o ar experimenta acima do NCC. Gradiente do Ponto de Ovalho (GPO)

CALCULO DE BASE DE NUVENSBn = (Tar- Td) x 125 ( Para nuvens cumuliformes). Ex: Uma nuvem cumulus de 500 m de espessura forma - se a 900 m da superfcie.A temperatura no seu topo de 8C. Calcule Tar e Td na superfcie. T= 8 + (0,6 x 5) = 11 C. (temperaturana base da nuvem). Tar = 11 +(1 x 9) = 20 C.Td = 11 + (0,2 x 9) =12,8 C. Equilbrio atmosfrico: a maneira como atmosfera reage aos movimentos verticais do ar. Quando ela permite a formao destes movimentos dizemos que ela est em equilbrio instavel. Quando ela impede estes movimentos dizemos que ela est em equilbrio estvel e quando ela ignora ,dizemos que ela est no equilbrio neutro ou indiferente. Caractersticas da instabilidade (GTV > l C/100m): 1) Nuvens do aspecto cumuliforrne 2) Chuva forte do tipo pancada3) Vos turbulentos 4) Visibilidade horizontal boa exceto na hora da chuva. Caractersticas da estabilidade (GTV < 1 C/ 100m): 1) Nuvens estratiformes com maior expanso horizontal. 2) Chuva leve normalmente continua vos suaves (sem turbulncia). 3) visibilidade horizontal normalmente ruim.

AnalisandoasNuvens As Nuvens podem ser divididas em 2 categorias por Aspectos. 1 ASPECTO CUMULIFORME Indica Instabilidade Atmosfrica (GTV >1 C/100M) 2 ASPECTO ESTRATIFORME Indica Estabilidade Atmosfrica (GTV Podemos descobrir o valor da fora que impulsiona o vento do ponto A para o ponto B aplicando uma simples frmula que se consiste em : FG = Diferena de presso entre A e B / Distncia de A at B(FG= diferena de presso dividido pela distncia) Ateno : Quanto maior a diferena de presso entre os pontos , maior sera o vento.Linhas Isbaras prximas indicam Ventos Fortes

Influncia dos Ventos em uma aeronaveA.Pouso e decolagem: Define a pista a ser utilizada , dificulta as operaes . B.Nos vos em rota: Podem retardar ou acelerar os vos aumentando e diminuindo o consumo de combustvel, assim como tirar uma aeronave do seu rumo.

Caractersticas

dos Ventos

A.Direo: dada em graus apartir de onde ele sopra. B. Velocidade: A unidade o N (Knots) ou KT , ou unidade de intensidade. C.Carter: a maneira como o vento sopra , constante ou de rajada

As Foras e os centros de pressoFora de Coriolis: A Fora de Coriolis uma fora aparente que surge devido ao movimento de rotao da terra que faz com que o vento seja desviado para a esquerda da sua trajetria no hemisfrio sul , e para a direita no hemisfrio norte. sempre perpendicular ao deslocamento

No Hemisfrio sul, num centro de alta presso os ventos so divergentes no sentido anti-horrio No Hemisfrio sul, num centro de baixa presso os ventos so convergentes no sentido horrio.

Estabilidade Centro de Alta Presso: Ventos Fracos

Instabilidade Centro de Baixa Presso:Ventos Fortes

No hemisfrio norte, num centro de alta presso os ventos so divergentes no sentido horrio No hemisfrio norte, num centro de baixa presso os ventos so convergentes no sentido antihorrio.

Estabilidade Centro de Alta Presso:Ventos Fracos

Instabilidade Centro de Baixa Presso:Ventos Fortes

- Centro de Baixa Presso Ciclone Centro Brico De ventos convergentes Fluxo NESO convergente (hem. Sul)- Centro de Alta Presso Anti-Ciclone Centro Brico de ventos divergentes Fluxo NOSE divergente

O Equilbrio Geostrfico" um gradiente de equilbrio entre a fora do gradiente de presso e a fora de Coriolis , s existe em atmosfera livre. Em determinado ponto as 2 foras se tornam opostas. A.Vento Geostrfico: o vento que flu na atmosfera livre sob o efeito do equilbrio Geostrfico, percorrendo os contornos das linhas isbaras , fisicamente explicando quando as partculas entram em MRU. B.Vento Gradiente: o vento que sopra na atmosfera livre , percorrendo os contornos curvos das isbaras sob o efeito do equilbrio de algumas foras. C.Vento Ciclostrfico: Sopra na regio equatoria , onde Coriolis nula sobre o efeito do equilbrio entre o Gradiente de Presso e a Fora Centrfuga da Terra D.Vento Barostrfico : Sopra dentro da camada de frico sob o efeito quase que exclusivo da fora do gradiente de presso. Camada de Frico: a camada em que os ventos sofrem um efeito direto de frico, ou seja, com as irregularidades da superfcie ela pode se estender at 2.000FT de altura.

Circulao Geral dos Ventos Circulao Inferior: caracterizada pelos deslocamentos de grandes massas de ar em direo as regies mais quentes . Se estende da superfcie at 20.000 FT

Circulao Superior: Predomina de Westpara East devido ao aumento da fora de Coriolis. Consideraes sobre a CirculaoVentos Alseos: So os ventos finais da circulao inferior que chegam na regio equatorial , fluindo de Sudeste no hem. Sul e de Nordeste no hem Norte ( East to Weast) Confluncia Intertropical ou CITou ITCZ ou Equador Metereolgico ou Cavado Trmico: A Confluncia Intertropical uma regio muito prxima ao equador , onde existe o encontro dos ventos alseos provenientes do Norte e Sul.Sua Largura mdia se estende entre 500 KM , e uma regio de Baixa Presso, porm existem alguns pontos chamados Doldrums que se formam dentro dela que so pontos de calmaria extrema. Devemos saber que a CIT oscila

latitudinalmente em direo ao hemisfrio que est no verao , desde 15 N at 5 S. Corrente de Jato ou Jetstream ou JTST: um fluxo de vento intenso pertencente a circulao superior , com velocidade mnima de 50 KT , porm j foram detectadas velocidades acima de 400KT em seu eixo. Ela se forma na ruptura da Tropopausa e possu uma largura aproximada de 100 a 300 KM e tem uma espessura que varia de 5 a 7 KM , geralmente ela ocorre entre o FL 200 e o FL 400. Pode ser detectada pela presena do Cirrus Uncinus ou Rabo de Galo.

Circulao Secundria ou Local So Irregularidades dentro da Circulao Geral dos Ventos , podem ser locais dependendo da diferena de temperatura entre seus pontos. A. Brisa Martima: Do oceano para o continente, mais intensa no perodo da tarde e no vero. B. Brisa Terrestre: Do continente para o oceano, mais intensano perodo da noite e no inverno. C.Ventos de Vale: mais intenso a tarde e no vero . Pode gerar Turbulncia. D.Ventos de Montanha: mais intenso a noite (de madrugada) e no inverno. E.Vento FOHEN: o vento quante e seco que desce a encosta de uma montanha. F.Ventos de Monses: (Monso de Vero Massas de ar Provenientes do oceano) (Monso de Inverno Massas provenientes do continente seguindo para o oceano). G.Vento Catabtico: Todo vento que desce a Montanha (SOTAVENTO) H.Vento Anabtico: Todo ventoque sobe a encosta de uma montanha. (BARLAVENTO)

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