PRESSão ATMoSFéRICA E VENToS Meteorologia · 98 6 Pressão Atmosférica e Ventos iccitur icis is dulo 2 100 Newtons por metro quadrado. Assim, a Pressão ao Nível Médio do Mar

Licenciatura em ciecircncias middot USP Univesp

61 Introduccedilatildeo62 Pressatildeo Atmosfeacuterica

621 Ajuste da Pressatildeo ao Niacutevel Meacutedio do Mar (PNMM) 622 A Equaccedilatildeo do Estado 623 Variaccedilatildeo Vertical e Horizontal da Pressatildeo

63 Ventos631 Direccedilatildeo e Velocidade do vento

64 Forccedilas que Influenciam os Ventos641 As Leis do Movimento de Newton 642 Forccedila do Gradiente de Pressatildeo 643 A Forccedila de Coriolis

65 Ventos acima da Camada de Atrito 651 Vento Geostroacutefico 652 Vento Gradiente

66 Ventos em superfiacutecie 661 Forccedila de Atrito

67 Movimento Vertical Referecircncias

Rita Yuri YnoueMichelle S Reboita

Teacutercio Ambrizzi Gyrlene A M da Silva

Nathalie T Boiaski

PRESSatildeo ATMoSFeacuteRICA E VENToS6

Meteorologia

Licenciatura em Ciecircncias middot USPUnivesp middot Moacutedulo 2

61 IntroduccedilatildeoEste texto aborda a pressatildeo atmosfeacuterica e como esta grandeza varia verticalmente e hori-

zontalmente Veremos tambeacutem como surgem os ventos as forccedilas que originam e interferem

nas condiccedilotildees de vento na superfiacutecie e em altitude assim como os movimentos verticais na

atmosfera Estes por sua vez satildeo responsaacuteveis pela formaccedilatildeo de diferentes sistemas atmosfeacutericos

que seratildeo discutidos no texto Sistemas Atmosfeacutericos

62 Pressatildeo Atmosfeacuterica A pressatildeo atmosfeacuterica eacute simplesmente a pressatildeo exercida pelo peso da coluna d ar sobre uma

dada superfiacutecie Fisicamente representa o peso que a atmosfera exerce por unidade de aacuterea Como a

forccedila gravitacional (forccedila exercida pela Terra sobre um corpo) favorece uma maior concentraccedilatildeo das

moleacuteculas de ar em direccedilatildeo agrave superfiacutecie terrestre a atmosfera seraacute mais densa proacuteximo a ela Figura 61)

Observando-se a Figura 61 nota-se que se fossem realizados

cortes horizontais nela mais moleacuteculas seriam encontradas sobre o

corte mais proacuteximo da superfiacutecie (maior densidade) e menos sobre o

corte em maior altitude (menor densidade)

Para medir a pressatildeo atmosfeacuterica os meteorologistas usam

a unidade de forccedila chamada Newton que corresponde agrave forccedila

necessaacuteria para acelerar um quilograma de massa em um metro por

segundo ao quadrado N = kg m s-2 Ao Niacutevel Meacutedio do Mar

(NMM) a atmosfera exerce uma forccedila de 101325 Newtons por

metro quadrado Para simplificar esse nuacutemero o National Weather

Service dos Estados Unidos adotou o milibar (mb) que eacute igual a

Neste ponto eacute importante recordar o conceito de densidade que eacute a medida do grau de concentraccedilatildeo de massa num determinado volume

Figura 61 Concentraccedilatildeo das moleacuteculas de ar em direccedilatildeo agrave superfiacutecie terrestre Fonte adaptado de AguAdo Burt 2010

6 Pressatildeo Atmosfeacuterica e Ventos

100 Newtons por metro quadrado Assim a Pressatildeo ao Niacutevel Meacutedio do Mar (PNMM) tem o

valor de 101325 milibares A Organizaccedilatildeo Meteoroloacutegica Mundial (OMM) recomenda o uso

do milibar e o adota como unidade internacional no intercacircmbio de informaccedilotildees meteoroloacutegicas

Em 1643 Evangelista Torricelli um estudante do famoso cientista Galileu inventou o

primeiro instrumento para medir a pressatildeo atmosfeacuterica o barocircmetro de mercuacuterio Torricelli

descreveu a atmosfera como um vasto oceano de ar que exerce pressatildeo sobre a superfiacutecie

terrestre Para medir essa forccedila ele usou um tubo de vidro totalmente preenchido de mercuacuterio

Ao inverter o tubo colocando-o num recipiente tambeacutem com mercuacuterio Torricelli observou

que o mercuacuterio deixava o tubo (fluiacutea para o recipiente) ateacute o

momento em que o peso da coluna de mercuacuterio estivesse

balanceado com a pressatildeo exercida pelo ar acima sobre a

superfiacutecie do mercuacuterio em outras palavras ateacute que o peso da

coluna de mercuacuterio se igualasse ao peso de uma coluna de ar

de igual diacircmetro que se estendia da superfiacutecie ao topo da

atmosferaTorricelli notou que quando a pressatildeo do ar

aumentava o mercuacuterio subia no tubo e ocorria o contraacuterio

quando a pressatildeo diminuiacutea (Figura 62) Portanto o compri-

mento da coluna de mercuacuterio tornou-se uma medida da

pressatildeo atmosfeacuterica Com o passar do tempo o barocircmetro de

Torricelli foi aprimorado e hoje aleacutem de barocircmetros tambeacutem

existem os baroacutegrafos Uma descriccedilatildeo desses instrumentos

pode ser encontrada em Varejatildeo-Silva (2006)

No sistema internacional (SI) de unidades a unidade-padratildeo da pressatildeo no sistema internacional (SI) de unidades eacute o Pascal (Pa) que corresponde a um Newton por metro quadrado (N m-2) Nesta notaccedilatildeo uma atmosfera-padratildeo tem o valor de 101325 Pa (que corresponde a 101325 hectopascais - hPa ou 101325 quilopascais - kPa)

Figura 62 Esquema ilustrativo do barocircmetro de mercuacuterio de Torricelli Fonte adaptado de grimm 2011

Meteorologia

621 Ajuste da Pressatildeo ao Niacutevel Meacutedio do Mar (PNMM)

Natildeo eacute possiacutevel comparar diretamente os valores da pressatildeo atmosfeacuterica coletados em locais

com diferentes altitudes na superfiacutecie do planeta pois os valores da pressatildeo das localidades mais

elevadas seratildeo sempre menores do que os das demais Isso ocorre porque sobre as localidades

mais altas a coluna atmosfeacuterica eacute menor e portanto o peso dessa coluna eacute menor (Figura 63)

Os valores de pressatildeo medidos em superfiacutecies com diferentes alturas satildeo comparaacuteveis quando

o efeito do relevo eacute eliminado Para isso aplica-se uma correccedilatildeo aos valores observados da

pressatildeo atmosfeacuterica para que estes se ajustem a um dado niacutevel de referecircncia em geral o NMM

Em locais com altitudes positivas ou seja acima do NMM essa correccedilatildeo consiste em adicionar

certo incremento ao valor da pressatildeo observada agrave superfiacutecie Jaacute no caso de locais com altitudes

negativas (abaixo do NMM) a pressatildeo observada seria diminuiacuteda como forma de compensar

a camada de ar que teoricamente deixaria de existir acima deles A eliminaccedilatildeo do efeito da

altitude natildeo eacute trivial pois eacute necessaacuterio estimar as propriedades fiacutesicas da atmosfera na camada

hipoteacutetica que separa uma determinada superfiacutecie do NMM

Figura 63 Valores da pressatildeo atmosfeacuterica em locais com diferentes altitudes Fonte adaptado de Lutgens tArBuck 2010

622 A Equaccedilatildeo do Estado

A experiecircncia diaacuteria das pessoas indica que os gases tendem a se expandir quando aquecidos

e a se tornar mais densos quando resfriados Isso sugere que a temperatura a densidade e

a pressatildeo estejam relacionadas Tal relaccedilatildeo eacute descrita pela equaccedilatildeo do estado apresentada no

item 52 do texto Estabilidade Atmosfeacuterica Nuvens e Precipitaccedilatildeo e reproduzida aqui

onde p eacute a pressatildeo (Pa) r a densidade T a temperatura do ar (K) e R eacute uma constante igual a

287 Joules por quilograma por Kelvin ( J Kgminus1rminus1)

Segundo a equaccedilatildeo

a se a densidade do ar aumentar (isto eacute se mais ar for adicionado a um elemento de

volume) enquanto a T eacute mantida constante a pressatildeo aumentaraacute

b similarmente em densidade constante um aumento na temperatura implica um aumento

da pressatildeo

No caso (b) o aumento da pressatildeo ocorre porque o aumento da temperatura eacute uma fonte

de energia para as moleacuteculas de ar que se tornam mais agitadas e acabam exercendo pressatildeo

(imagine as moleacuteculas de ar colidindo nas paredes da Figura 61 em outras palavras elas estatildeo

exercendo pressatildeo) A discussatildeo a seguir usa os conhecimentos da equaccedilatildeo do estado

Como a atmosfera eacute complexa os cientistas criam modelos em que eliminam algumas das

suas complexidades a fim de entenderem os processos da natureza Ahrens (2000) apresenta

um modelo para o entendimento da formaccedilatildeo de regiotildees de alta e baixa pressatildeo na atmosfera

A Figura 64 mostra um modelo da atmosfera constituiacutedo por uma coluna de ar estendendo-se

para cima na atmosfera com moleacuteculas de ar representadas por pontos

Nesse modelo assume-se

1 que as moleacuteculas de ar natildeo estejam mais concentradas na superfiacutecie e portanto a densi-

dade do ar permanece constante desde a superfiacutecie ateacute o topo da coluna (ao fazer cortes

horizontais na Figura 64 o nuacutemero de moleacuteculas seraacute igual em todos os cortes)

2 que a largura da coluna natildeo varie

p = r R T

Meteorologia

Vamos supor que de alguma maneira certa quantia de ar seja forccedilada a entrar na coluna

(Figura 64) Com isso surge a questatildeo o que aconteceria com a coluna

Se a temperatura na coluna natildeo for modificada a adiccedilatildeo do ar tornaria a

coluna de ar mais densa implicando num aumento da pressatildeo do ar na superfiacutecie

Da mesma forma se uma grande quantidade de ar fosse removida da coluna a

pressatildeo do ar na superfiacutecie diminuiria Agora vamos considerar para o modelo da

Figura 65 as mesmas suposiccedilotildees feitas para o modelo da Figura 64

Imagine que as duas colunas de ar na Figura 65a estejam localizadas numa mesma altitude

e que possuam os mesmos valores de pressatildeo agrave superfiacutecie Essa condiccedilatildeo indica que existe o

mesmo nuacutemero de moleacuteculas em cada coluna sobre ambas as cidades Tambeacutem considere que

a pressatildeo do ar agrave superfiacutecie nas duas cidades permaneccedila a mesma e que enquanto o ar sobre a

cidade 1 eacute resfriado e sobre a cidade 2 eacute aquecido (Figura 65b)

Agrave medida que o ar na coluna 1 se resfria as moleacuteculas se movem mais devagar e se juntam

(nesse caso o ar se torna mais denso) No ar mais aquecido acima da cidade 2 as moleacuteculas se

movem mais rapidamente e se afastam (nesse caso o ar se torna menos denso) Como estamos

considerando que a largura das colunas natildeo se altera e que haacute uma barreira invisiacutevel entre

elas as moleacuteculas de ar natildeo podem entrar ou sair dessas colunas e portanto ambas as cidades

Figura 64 Modelo da atmosfera onde a densidade do ar permanece constante com a altura

Figura 65 Esquema que mostra que eacute necessaacuteria uma coluna menor de ar frio para exercer a mesma pressatildeo do que uma extensa coluna de ar aquecido Fonte Adaptado de AHRENS 2000

permanecem com a mesma pressatildeo agrave superfiacutecie Entretanto com o ar mais denso e frio sobre a

cidade 1 a coluna se contrai enquanto que a coluna se expande ficando mais alta no ar menos

denso e mais quente da cidade 2 Assim temos uma coluna de ar menor e mais fria sobre a

cidade 1 e uma coluna mais alta e mais quente sobre a cidade 2 Dessa situaccedilatildeo surge um

conceito muito utilizado em Meteorologia uma coluna menor de ar mais frio e denso exerce a

mesma pressatildeo agrave superfiacutecie que uma coluna maior de ar mais quente e menos denso quando o

nuacutemero de moleacuteculas eacute igual em ambas Desse conceito tambeacutem se pode deduzir que a pressatildeo

atmosfeacuterica decresce mais rapidamente com a altura numa coluna de ar frio Imagine que vamos

nos deslocar da superfiacutecie de cada coluna ateacute uma determinada altura (indicada pelas letras A

e B na Figura 65 c) Nessa situaccedilatildeo vamos passar por um maior nuacutemero de moleacuteculas que

se encontram mais agrupadas na coluna 1 e por um menor nuacutemero de moleacuteculas na coluna 2

jaacute que essas estatildeo mais distribuiacutedas pela coluna Assim ao atingirmos a altura desejada veremos

que a pressatildeo eacute menor nessa altura na coluna mais fria e maior na coluna mais quente Observe

na Figura 65 c que existem mais moleacuteculas de ar sobre a letra A na coluna mais quente

do que sobre a letra B na coluna mais fria O fato do nuacutemero de moleacuteculas de ar sobre um

determinado niacutevel ser um indicador da pressatildeo atmosfeacuterica estaacute associado a outro importante

conceito ar quente em altitude normalmente estaacute associado a altas pressotildees atmosfeacutericas e ar

frio em altitude estaacute associado a baixos valores de pressatildeo atmosfeacuterica

Note na Figura 65c que a diferenccedila horizontal de temperatura entre as duas colunas nos

pontos A e B cria uma diferenccedila horizontal de pressatildeo Essa diferenccedila de pressatildeo origina uma

forccedila chamada forccedila do gradiente de pressatildeo que causa o movimento do ar a partir da

regiatildeo de maior pressatildeo em direccedilatildeo agrave regiatildeo de menor pressatildeo Suponha que a barreira invisiacutevel

entre as duas colunas seja removida e que o ar em altitude se mova horizontalmente Nessa situ-

accedilatildeo o ar se deslocaraacute da coluna 2 (ponto A) para a coluna 1 (ponto B) Agrave medida que o ar em

altitude deixa a coluna 2 o peso do ar nessa coluna decresceraacute o que implica numa diminuiccedilatildeo

da pressatildeo atmosfeacuterica em superfiacutecie Da mesma maneira o acuacutemulo de ar na coluna 1 causaraacute

um aumento da pressatildeo atmosfeacuterica em superfiacutecie Em siacutentese aquecimento ou resfriamento de

uma coluna de ar pode promover variaccedilotildees horizontais na pressatildeo que causaratildeo movimentos

do ar Nas regiotildees onde haacute acuacutemulo de ar sobre a superfiacutecie haveraacute um aumento da pressatildeo

atmosfeacuterica enquanto nas regiotildees em que haacute decreacutescimo na quantidade de ar sobre a superfiacutecie

haveraacute uma diminuiccedilatildeo na pressatildeo atmosfeacuterica

Meteorologia

623 Variaccedilatildeo Vertical e Horizontal da Pressatildeo

Nas seccedilotildees anteriores foram mostrados detalhes sobre a variaccedilatildeo da pressatildeo com a altitude

Aqui eacute apresentada apenas uma siacutentese de alguns conceitos A pressatildeo em qualquer altitude na

atmosfera eacute igual ao peso do ar acima daquele ponto Agrave medida que se ascende na atmosfera

o ar torna-se menos denso (pois a forccedila de gravidade empurra o ar em direccedilatildeo agrave superfiacutecie

terrestre) Portanto haacute um decreacutescimo da pressatildeo com a altitude A variaccedilatildeo da pressatildeo com

a altitude natildeo eacute constante a taxa de decreacutescimo eacute muito maior proacuteximo agrave superfiacutecie onde

a pressatildeo eacute mais alta do que em niacuteveis mais altos (superiores a 12 km) onde a pressatildeo eacute

mais baixa (Figura 66) A Tabela 61 mostra o decreacutescimo da pressatildeo com a altura numa

atmosfera-padratildeo A atmosfera-padratildeo eacute uma idealizaccedilatildeo da distribuiccedilatildeo vertical de pressatildeo

atmosfeacuterica (bem como da temperatura e da densidade do ar) que representa as condiccedilotildees meacutedias

da atmosfera real Note que ao NMM a pressatildeo eacute de aproximadamente 1013 hPa enquanto a

50 km acima da superfiacutecie eacute de 08 hPa

Para se comparar a pressatildeo em superfiacutecie

em vaacuterias estaccedilotildees meteoroloacutegicas primeira-

mente a pressatildeo de todas as estaccedilotildees deve ser

ajustada (reduzida) ao NMM A compa-

raccedilatildeo dos registros de pressatildeo obtidos em

diferentes regiotildees do globo revela dife-

renccedilas de pressatildeo ao NMM que satildeo bem

menores do que os valores obtidos na

vertical Na horizontal as pressotildees encon-

tradas ao NMM geralmente variam entre

960 e 1050 hPa (Figura 67) e sendo esses

valores encontrados a grandes distacircncias

(gtgt 1000 km) Tais valores indicam uma

diferenccedila de pressatildeo da ordem de 100 hPa

Jaacute na vertical a diferenccedila da pressatildeo entre a

superfiacutecie e 50 km de altura por exemplo eacute de

aproximadamente 1000 hPa (Tabela 61)

que eacute uma ordem de grandeza superior agraves Figura 66 Variaccedilatildeo da pressatildeo com a altitude Fonte adaptado de strAhLer strAhLer1997

variaccedilotildees registradas na horizontal em superfiacutecie A Figura 67 tambeacutem mostra a localizaccedilatildeo

dos sistemas de alta e baixa pressatildeo (centros com linhas fechadas) ao NMM em termos meacutedios

climatoloacutegicos (periacuteodo de 1948 a 2011) Eacute evidente que os sistemas ocorrem afastados uns dos

outros Em termos meacutedios os sistemas que apresentam as mais baixas pressotildees encontram-se

nas latitudes meacutedias e os de mais alta pressatildeo nos subtroacutepicos (Figura 67) A explicaccedilatildeo para

a distribuiccedilatildeo espacial dos sistemas de alta e baixa pressatildeo seraacute abordada no texto Circulaccedilatildeo

Geral da Atmosfera

Tabela 61 Variaccedilatildeo da pressatildeo atmosfeacuterica com a altitude Fonte adaptado de Lutgens tArBuck 2010

Altura (km) Pressatildeo (mb) Temperatura (ordmC)500 0798 minus2

400 287 minus22

350 575 minus36

300 1197 minus46

250 2549 minus51

200 5529 minus56

180 7565 minus56

160 1035 minus56

140 1417 minus56

120 1940 minus56

100 2650 minus50

90 3080 minus43

80 3565 minus37

70 4110 minus30

60 4722 minus24

50 5404 minus17

40 6166 minus11

35 6578 minus8

30 7012 minus4

25 7469 minus1

20 7950 2

15 8456 5

10 8988 9

05 9546 12

0 10132 15

Meteorologia

63 VentosO vento eacute simplesmente o ar em movimento na horizontal Jaacute o ar eacute uma mistura de

diferentes moleacuteculas de gases A caracterizaccedilatildeo do vento em qualquer ponto da atmosfera

necessita de dois paracircmetros a direccedilatildeo e a velocidade

631 Direccedilatildeo e Velocidade do vento

A direccedilatildeo do vento define a posiccedilatildeo a partir da qual o vento sopra

e natildeo para onde o vento estaacute indo A direccedilatildeo eacute expressa em termos

do azimute isto eacute do acircngulo que o vetor velocidade do vento forma

com o norte geograacutefico local (0deg) medido no mesmo sentido do

movimento dos ponteiros de um reloacutegio Dessa forma o vento que vem

de leste tem direccedilatildeo de 90deg o que vem do sul tem direccedilatildeo de 180deg etc

A determinaccedilatildeo da direccedilatildeo do vento eacute feita com base num ciacuterculo

(representaccedilatildeo azimutal) em que os valores dos graus estatildeo dispostos

diferentemente aos do ciacuterculo trigonomeacutetrico A Figura 68 mostra

uma comparaccedilatildeo entre tais ciacuterculos e pode-se notar que no ciacuterculo

Predomiacutenio de baixas pressotildees

Predomiacutenio de altas pressotildees

Figura 67 Meacutedia climatoloacutegica (1948 a 2011) da pressatildeo atmosfeacuterica ao niacutevel meacutedio do mar Fonte National Centers for Environmental Prediction (NCEP)

Figura 68 Comparaccedilatildeo entre o ciacuterculo utilizado para determinar a direccedilatildeo do vento (a) e o ciacuterculo trigonomeacutetrico (b)

trigonomeacutetrico o valor de 90deg corresponde a 0deg do ciacuterculo utilizado para determinar a direccedilatildeo

do vento os demais valores tambeacutem estatildeo em posiccedilotildees diferentes nos dois ciacuterculos Outra diferenccedila

eacute o sentido do movimento no ciacuterculo trigonomeacutetrico o movimento eacute realizado no sentido

anti-horaacuterio ao passo que no ciacuterculo usado para deter-

minar a direccedilatildeo do vento eacute feito no sentido horaacuterio

Quando natildeo haacute instrumentaccedilatildeo para determinar a

direccedilatildeo do vento com precisatildeo costuma-se estimaacute-la

atraveacutes do uso da rosa dos ventos (Figura 69) A direccedilatildeo

seraacute aquela que mais se aproxima de um dos pontos

cardeais (norte N sul S leste L oeste O) ou colaterais

(nordeste NE sudeste SE sudoeste SO noroeste NO)

Eacute comum encontrar a sigla desses pontos no idioma

inglecircs nesse caso os pontos cardeais satildeo N S E e W e

os colaterais NE SE SW e NW

A velocidade (ou intensidade) do vento pode ser

expressa em metros por segundo (m s-1) em quilocircmetros por hora (km h-1) ou em knots (k t)

Um knot (noacute) corresponde a uma milha naacuteutica (1852 m) por hora O valor de velocidade de

0 m s-1 eacute usado quando natildeo haacute vento situaccedilatildeo conhecida como calmaria Quando em poucos

minutos ocorre um aumento repentino da velocidade do vento tem-se uma situaccedilatildeo de rajada

Em geral as rajadas tambeacutem satildeo acompanhadas por variaccedilotildees bruscas na direccedilatildeo do vento

A rajada de vento ocorre devido agrave turbulecircncia atmosfeacuterica (passagem de voacutertices ou redemoinhos

pela regiatildeo) diferenccedilas de altitude entre terrenos ou ao longo de frentes frias onde ocorre

grandes variaccedilotildees de temperatura e pressatildeo Como os ventos em superfiacutecie podem apresentar

rajadas as observaccedilotildees meteoroloacutegicas da intensidade e direccedilatildeo do vento para fins de anaacutelise

e previsatildeo do tempo devem se referir aos valores meacutedios correspondentes a um intervalo de

10 minutos e natildeo a um uacutenico registro do vento a cada 10 minutos

Na atmosfera existe tanto movimento do ar na direccedilatildeo horizontal (por exemplo de norte

para sul) quanto na vertical (ar descendo ou subindo na atmosfera) Entretanto considera-se

vento somente o movimento na horizontal Como o vento eacute uma grandeza vetorial torna-se

importante definir o que eacute vetor Vetor eacute um segmento orientado de reta que tem origem

(de onde sai) e extremidade (ateacute onde chega) bem como direccedilatildeo sentido e intensidade

Assim o vento eacute um vetor (Figura 610) pois possui direccedilatildeo (horizontal) sentido (leste

Figura 69 Rosa dos ventos e os pontos cardeais colaterais e subcolaterais

Meteorologia

oeste sul etc que eacute indicado pela extremidade do vetor) e intensidade (velocidade)

Os vetores podem ser decompostos em componentes x e y no plano cartesiano No caso do

vento as componentes satildeo chamadas componente zonal (u) aquela que representa o vento na

direccedilatildeo leste-oeste (eixo x) e componente meridional (v)

aquela que representa o vento na direccedilatildeo norte-sul (eixo y)

Com relaccedilatildeo agrave componente zonal o vento de oeste para leste

eacute representado por valores positivos enquanto o de leste para

oeste por valores negativos Jaacute com relaccedilatildeo agrave componente

meridional o vento de sul para norte eacute representado por valores

positivos enquanto o de norte para sul por valores negativos

Nas cartas sinoacuteticas (dados medidos simultaneamente sobre o globo em horaacuterios-padratildeo

definidos pela OMM) a direccedilatildeo do vento eacute indicada por um traccedilo que tem orientaccedilatildeo

similar a do azimute do vento e que eacute unido a um ponto que representa o local da observaccedilatildeo

(Figura 611) A intensidade do vento eacute representada na extremidade do traccedilo atraveacutes de

barbelas (pequenas bandeiras) que representam 10 kt cada uma As velocidades de 5 kt satildeo

indicadas por metade de uma barbela e as de 50 kt por triacircngulos Ventos com velocidade

inferior a 5 kt natildeo possuem barbela anexada ao traccedilo que parte do local da observaccedilatildeo

Nas situaccedilotildees de calmaria (0 kt) somente eacute desenhado um ciacuterculo ao redor do ponto da

observaccedilatildeo Quando numa carta meteoroloacutegica os pontos com a mesma direccedilatildeo do vento satildeo

unidos formam-se linhas chamadas isogocircnicas Jaacute as linhas formadas pela uniatildeo de pontos com

vento de mesma intensidade satildeo chamadas de isotacas

Figura 610 Exemplo de um vetor indicando vento de sudoeste (225deg) O nuacutemero 3 m s-1 representa a intensidade do vetor isto eacute a velocidade do vento

Figura 611 Representaccedilatildeo da direccedilatildeo e da velocidade (barbelas) do vento em uma carta sinoacutetica no Hemisfeacuterio Sul Fonte adaptado de VArejatildeo-siLVA 2006

64 Forccedilas que Influenciam os Ventos641 As Leis do Movimento de Newton

A primeira lei do movimento de Newton afirma que um objeto em repouso permaneceraacute

em repouso e um objeto em movimento permaneceraacute em movimento (e se deslocaraacute em velo-

cidade constante e em linha reta) a menos que uma forccedila seja exercida sobre ele Jaacute a segunda lei

de Newton declara que a forccedila exercida sobre um objeto eacute igual agrave sua massa vezes a aceleraccedilatildeo

produzida Essa lei pode ser escrita como

De acordo com a equaccedilatildeo 62 quando a massa de um objeto eacute constante a forccedila que age

sobre o objeto estaacute diretamente relacionada agrave aceleraccedilatildeo que eacute produzida Como mais do que

uma forccedila pode agir sobre um objeto a segunda lei de Newton se refere agrave forccedila liacutequida total

ou resultante Um objeto iraacute sempre acelerar na direccedilatildeo da forccedila resultante que atua sobre ele

Com base nessas ideias para determinar a direccedilatildeo do vento eacute necessaacuterio identificar e examinar

todas as forccedilas que afetam o movimento horizontal do ar Entre essas forccedilas estatildeo a forccedila do

gradiente de pressatildeo a forccedila de Coriolis e o atrito

Inicialmente seratildeo apresentadas as forccedilas que influenciam os ventos em todos os niacuteveis da

atmosfera e depois a forccedila de atrito que atua nos ventos proacuteximos agrave superfiacutecie

642 Forccedila do Gradiente de Pressatildeo

A Figura 612 mostra uma regiatildeo de pressotildees mais altas (1020 mb) no lado esquerdo

do mapa e de pressotildees mais baixas (1016 mb) no lado direito Jaacute as isoacutebaras indicam o valor

da pressatildeo e sua variaccedilatildeo na horizontal O caacutelculo da variaccedilatildeo da pressatildeo numa determinada

distacircncia fornece o gradiente de pressatildeo

F = m a

Meteorologia

que tambeacutem pode ser representado matematicamente como

Na Figura 612 o gradiente de pressatildeo entre os pontos 1 e 2 eacute de 4 milibares (que eacute

1020 ndash 1016 = 4) por 100 quilocircmetros ou seja 004 mbkm Isso significa que a cada

quilocircmetro (indo da direita para a esquerda) a pressatildeo aumenta 004 mb Geralmente o vetor

que representa o gradiente de pressatildeo eacute desenhado nos mapas meteoroloacutegicos se o mesmo fosse

desenhado na Figura 612 seria uma seta que apontaria da regiatildeo de menor pressatildeo para a de

maior pressatildeo (isto eacute seria uma seta com sentido oposto agrave seta vermelha) Agora suponha que

na Figura 612 as isoacutebaras estejam mais proacuteximas (isto eacute afastadas apenas 50 km) Nesse caso

o gradiente de pressatildeo equivale a 008 mbkm Esse valor indica que haacute uma raacutepida mudanccedila

na pressatildeo sobre uma aacuterea relativamente pequena ou um forte gradiente de pressatildeo

No entanto se a pressatildeo estiver mudando de forma que as isoacutebaras fiquem mais afastadas umas

das outras a diferenccedila de pressatildeo seraacute menor sobre uma aacuterea relativamente maior Essa condiccedilatildeo

indicaria um gradiente de pressatildeo menos intenso ou um enfraquecimento dele

Quando existem diferenccedilas horizontais na pressatildeo do ar surge uma forccedila liacutequida que eacute

responsaacutevel pela geraccedilatildeo dos ventos Essa forccedila eacute chamada forccedila do gradiente de pressatildeo

(FGP) que se dirige das altas pressotildees para as baixas pressotildees formando acircngulos

retos (acircngulos de 90ordm) com as isoacutebaras A magnitude da FGP estaacute diretamente relacionada

diferenccedila de pressatildeoGradiente de Pressatildeo = distacircncia

Figura 612 O gradiente de pressatildeo entre os pontos 1 e 2 eacute 4 mb por 100 km A forccedila liacutequida direcionada da maior para a menor pressatildeo eacute a forccedila do gradiente de pressatildeo e eacute representada pela seta em vermelho Fonte adaptado de Ahrens 2000

ao gradiente de pressatildeo Quanto mais intensos forem os gradientes de pressatildeo maior seraacute a FGP

e vice-versa Essa relaccedilatildeo eacute mostrada na Figura 613

A forccedila do gradiente de pressatildeo eacute escrita matematicamente como

onde r eacute a densidade do ar Veja que essa equaccedilatildeo considera aleacutem do gradiente de pressatildeo

(∆pd) a densidade do ar (r) A densidade do ar deve ser levada em conta quando consideramos

uma massa unitaacuteria de ar em movimento

A forccedila do gradiente de pressatildeo eacute a uacutenica forccedila capaz de gerar os ventos mas ela

natildeo eacute a uacutenica a atuar sobre o ar Se a FGP fosse a uacutenica o vento sempre se dirigiria das altas

para as baixas pressotildees Poreacutem agrave medida que o ar comeccedila a se deslocar o vento eacute desviado do

seu curso pela forccedila de Coriolis Antes de apresentar essa forccedila seraacute explanada a questatildeo da

existecircncia da forccedila do gradiente de pressatildeo na vertical

Equiliacutebrio Hidrostaacutetico

Jaacute foi mostrado que

1 a forccedila do gradiente de pressatildeo origina o vento (que escoa das altas para as baixas

pressotildees) e que

Figura 613 Relaccedilatildeo entre o gradiente de pressatildeo e a forccedila do gradiente de pressatildeo As linhas de cor cinza representam as isoacutebaras As setas vermelhas indicam a magnitude da forccedila que eacute sempre direcionada da maior para a menor pressatildeo Fonte adaptado de Ahrens 2000

1 pFGPd

Meteorologia

2 a pressatildeo atmosfeacuterica decresce rapidamente com a altitude Com esses dois fatos

eacute normal pensar que o vento poderia ser direcionado da superfiacutecie para as maiores

altitudes Se isso realmente ocorresse os seres vivos se sufocariam pois todo o ar iria

em direccedilatildeo ao espaccedilo em resposta agrave forccedila do gradiente de pressatildeo na vertical

Entretanto considere outro fato relevante a gravidade empurra toda a massa em

direccedilatildeo agrave superfiacutecie terrestre Aiacute surge a questatildeo

Por que a atmosfera natildeo colapsa em direccedilatildeo agrave superfiacutecie do planeta

Isso natildeo ocorre porque a forccedila do gradiente

de pressatildeo vertical e a forccedila de gravidade tecircm

normalmente (ou aproximadamente) o mesmo

valor e operam em sentidos opostos (isto eacute a

FGP vertical aponta da superfiacutecie para as mais

altas altitudes e a forccedila de gravidade das maiores

altitudes em direccedilatildeo agrave superfiacutecie) Essa situaccedilatildeo eacute

chamada equiliacutebrio hidrostaacutetico Para facilitar

o entendimento desse conceito imagine uma

coluna atmosfeacuterica formada por muitas camadas

Ao selecionarmos uma dessas camadas como

na Figura 614 note que a forccedila do gradiente

de pressatildeo (que aponta para cima) tem a mesma

magnitude da forccedila que aponta para baixo (pois

as setas possuem o mesmo tamanho) Assim essa

camada natildeo pode se deslocar verticalmente (estaacute sem movimento) ou seja possui equiliacutebrio hidrostaacutetico

Quando a forccedila gravitacional eacute exatamente igual agrave forccedila do gradiente de pressatildeo vertical natildeo

haacute aceleraccedilatildeo na vertical Quando a forccedila gravitacional excede ligeiramente a FGP vertical isso

resulta em movimento subsidente Por outro lado quando a FGP vertical excede a forccedila gravi-

tacional ocorrem movimentos ascendentes Movimentos ascendentes na atmosfera estatildeo asso-

ciados agrave ocorrecircncia de tempestades Isso seraacute abordado no texto Sistemas Atmosfeacutericos

Figura 614 Coluna atmosfeacuterica com uma camada destacada em cinza A camada possui equiliacutebrio hidrostaacutetico porque a forccedila que atua para cima eacute igual agrave forccedila que atua para baixo Tais forccedilas satildeo representadas pelas setas pretas Fonte Adaptado de WALLAce hoBBs 2006

643 A Forccedila de Coriolis

A Figura 615 mostra uma anaacutelise da pressatildeo atmosfeacuterica em superfiacutecie sobre a Ameacuterica do

Sul As linhas amarelas representam as isoacutebaras e os vetores coloridos a velocidade e a direccedilatildeo

do vento Neste momento natildeo faremos nenhuma interpretaccedilatildeo do que estaacute acontecendo na

figura em termos de tempo meteoroloacutegico

Anteriormente foi mencionado que o vetor representativo da forccedila do gradiente de pressatildeo

forma acircngulos retos (acircngulos de 90ordm) com as isoacutebaras Portanto os ventos representados pelos

vetores coloridos na Figura 615 tambeacutem deveriam formar acircngulos retos com as isoacutebaras

como na Figura 613 Poreacutem essa situaccedilatildeo eacute pouco observada e os vetores tendem a ser

paralelos agraves isoacutebaras (Figura 615) Os desvios que ocorrem no acircngulo do vetor vento em

relaccedilatildeo agraves isoacutebaras (isto eacute uma mudanccedila na direccedilatildeo dos ventos) satildeo decorrentes da influecircncia

da rotaccedilatildeo da Terra

Figura 615 Exemplo de PNMM (hPa) e vento (m s-1) em 1000 hPa A PNMM eacute representada pelas isoacutebaras em amarelo O vento eacute representado pelos vetores coloridos Vetores na imagem com o mesmo tamanho do vetor em branco significam ventos com intensi-dade de 10 m s-1 Fonte MasterIAGUSP e DSAINPE e anaacutelise do CPTEC

Meteorologia

O efeito da rotaccedilatildeo da Terra sobre os corpos em movimento recebe o nome de Forccedila de

Coriolis (FC) Esta eacute uma forccedila aparente porque soacute existe em funccedilatildeo da rotaccedilatildeo da Terra (nada

estaacute aplicando forccedila) e por isso tambeacutem eacute conhecida como efeito de Coriolis Por definiccedilatildeo

a FC tende a desviar lateralmente a trajetoacuteria dos corpos em movimento que estatildeo sobre

sistemas girantes como a Terra Eacute importante ressaltar que na superfiacutecie a forccedila de atrito tambeacutem

influencia o vento mas isso seraacute discutido mais adiante

Algumas consideraccedilotildees sobre a forccedila de Coriolis

bull se o corpo estaacute em repouso natildeo sofreraacute a accedilatildeo da FC

bull se a Terra natildeo rotasse natildeo haveria FC agindo sobre os corpos que se movem acima da superfiacutecie

bull a FC apenas altera a direccedilatildeo do movimento

bull objetos que se movimentam livremente na atmosfera inclusive o vento satildeo defletidos

(desviados)para a direita do seu movimento no Hemisfeacuterio Norte e para a esquerda no

Hemisfeacuterio Sul (Figura 616)

bull a FC depende da velocidade do movimento isto eacute o desvio eacute maior se a velocidade for

maior Podemos pensar para o caso do movimento do vento que no mesmo periacuteodo de

tempo asparcelas de ar mais raacutepidas percorrem distacircncias maiores que as parcelas mais

lentas Quanto maior o deslocamento maior o desvio da parcela de ar em relaccedilatildeo ao

sistema de coordenadas fixo agrave Terra

bull a FC aumenta com a latitude ou seja o seu efeito eacute mais percebido quando o movimento

se daacute em direccedilatildeo aos polos e eacute menos percebido proacuteximo do equador Esse efeito estaacute

associado com a forma da Terra pois nos polos onde a superfiacutecie eacute perpendicular ao eixo

da Terra a rotaccedilatildeo diaacuteria faz com que o plano horizontal do nosso sistema de coorde-

nadas faccedila uma volta completa em torno do eixo vertical a cada 24 horas No equador

a superfiacutecie da Terra eacute paralela ao eixo de rotaccedilatildeo da Terra Consequentemente ela natildeo

sofre rotaccedilatildeo em torno de um eixo vertical agrave superfiacutecie Portanto no equador a superfiacutecie

sobre a qual o vento sopra natildeo sofre rotaccedilatildeo num sentido horizontal

O efeito de Coriolis eacute mais faacutecil de ser visualizado quando o movimento eacute de sul para

norte (ou vice-versa) do que quando eacute de oeste para leste (ou vice-versa) A Figura 617

ilustra a situaccedilatildeo do vento soprando de oeste para leste ao longo do paralelo 40deg em ambos os

hemisfeacuterios Algumas horas depois o vento de oeste transformou-se em vento de noroeste no

Hemisfeacuterio Norte e de sudoeste no Hemisfeacuterio Sul em relaccedilatildeo ao sistema de coordenadas fixo

agrave Terra

Figura 616 Deflexatildeo do vento para a esquerda do movimento no Hemisfeacuterio Sul e para a direita no Hemisfeacuterio Norte devido agrave forccedila de Coriolis Fonte adaptado de strAhLer strAhLer1997

Figura 617 Deflexatildeo no vento de oeste produzida pelo efeito de Coriolis Para facilitar a interpretaccedilatildeo da figura olhe a posiccedilatildeo dos paralelos e meridianos no instante inicial (a) e depois de decorridas algumas horas (b) Fonte adaptado de grimm 1999

Meteorologia

Contraacuterio agrave crenccedila popular a FC natildeo faz a aacutegua girar no ralo da pia no sentido horaacuterio

no Hemisfeacuterio Norte e no sentido anti-horaacuterio no Hemisfeacuterio Sul Jaacute foi explicado que a FC

depende da velocidade do movimento e no caso do giro da aacutegua no ralo da pia a velocidade

seria muito pequena e a massa da aacutegua tambeacutem assim a FC seria miacutenima A FC tambeacutem eacute

miacutenima em ventos de menor escala espacial tais como as brisas (ver capiacutetulo Circulaccedilatildeo Geral

da Atmosfera) O efeito de Coriolis eacute mais perceptiacutevel somente quando o movimento atinge

uma vasta aacuterea por exemplo em sistemas atmosfeacutericos como os ciclones e furacotildees

65 Ventos acima da Camada de Atrito Jaacute foi mostrado que a forccedila do gradiente de pressatildeo eacute uacutenica a forccedila que gera os ventos e que

a forccedila de Coriolis influencia somente a direccedilatildeo do vento Agora essas duas forccedilas seratildeo exami-

nadas para entendermos como elas produzem os ventos acima da camada de atrito (camada que

se estende do solo a aproximadamente 1000 metros de altura)

651 Vento Geostroacutefico

A Figura 618 mostra parte de uma carta meteoroloacutegica no Hemisfeacuterio Sul com as variaccedilotildees

horizontais de pressatildeo a uma altitude acima da camada de atrito O espaccedilamento similar das

isoacutebaras indica a existecircncia de uma FGP constante dirigida de norte para sul (seta azul agrave esquerda

na Figura 618) A figura nos faz refletir por que o vento eacute de oeste e natildeo de norte Para

tal entendimento uma parcela de ar eacute

colocada na posiccedilatildeo 1 no diagrama e eacute

acompanhado o seu comportamento

Na posiccedilatildeo 1 a FGP age sobre a parcela

acelerando-a para sul na direccedilatildeo das

baixas pressotildees Entretanto quando o ar

comeccedila a se mover a FC o desvia para

a esquerda do movimento (pois estaacute

sendo considerado o Hemisfeacuterio Sul)

curvando a sua trajetoacuteria Imagine que a

Figura 618 Representaccedilatildeo do vento geostroacutefico para o Hemisfeacuterio Sul acima da camada de fricccedilatildeo o ar inicialmente em repouso comeccedila a acelerar ateacute se tornar paralelo agraves isoacutebaras em funccedilatildeo da FGP estar balanceada com a FC Fonte adaptado de grimm 2011

parcela de ar aumente a sua velocidade agrave medida que isso ocorre (posiccedilotildees 2 3 e 4) a grandeza

da FC aumenta (mostrado pelo aumento das setas na figura) fazendo o vento curvar-se cada vez

mais para a esquerda A velocidade do vento pode aumentar ateacute um ponto onde a FC se equilibra

com a FGP Quando isso ocorre (posiccedilatildeo 5) o vento natildeo acelera mais porque a forccedila resultante

eacute zero Entatildeo o vento flui em linha reta paralelamente agraves isoacutebaras a uma velocidade constante

Esse escoamento eacute chamado vento geostroacutefico Assim o vento geostroacutefico eacute o vento que surge

quando a FGP estaacute em balanccedilo com a FC Observe que o vento geostroacuteficono Hemisfeacuterio Sul

deixa as pressotildees mais baixas a sua direita e as pressotildees mais altas a sua esquerda (Figura 618)

O vento geostroacutefico eacute uma aproximaccedilatildeo do vento real Isto eacute ele representa aproximada-

mente a direccedilatildeo e a intensidade do vento observado num dado local Aleacutem disso como o vento

geostroacutefico depende do balanccedilo da FGP e da FC ele representa melhor o vento real nas regiotildees

afastadas do equador Jaacute proacuteximo ao equador como o efeito de Coriolis eacute muito pequeno o

balanccedilo entre as duas forccedilas eacute rompido e o vento geostroacutefico acaba se diferenciando do vento real

Eacute importante enfatizar que o vento geostroacutefico estaacute intimamente associado com a FGP

quanto maior a FGP mais intenso seraacute o vento geostroacutefico e quanto menor a FGP menor seraacute a

intensidade desse vento A Figura 619 ilustra bem essa situaccedilatildeo Nesta o vento escoa paralela-

mente agraves isoacutebaras do mesmo modo que a aacutegua flui paralelamente a suas margens Na posiccedilatildeo 1

como a FGP eacute menor do que na posiccedilatildeo 2 o vento escoa com baixa velocidade ao passo que na

posiccedilatildeo 2 eacute mais intenso Tambeacutem eacute importante destacar que quando o vento adquire trajetoacuteria

meandrante no momento em que a trajetoacuteria eacute proacutexima das direccedilotildees norte e sul o escoamento

do vento eacute chamado meridional Jaacute quando o vento flui proacuteximo das direccedilotildees leste e oeste o

escoamento eacute chamado zonal Na atmosfera as trajetoacuterias meandrantes satildeo denominadas ondas

Figura 619 Comparaccedilatildeo entre o escoamento do vento e o da aacutegua num rio Fonte adaptado de Ahrens 2000

Meteorologia

652 Vento Gradiente

O vento geostroacutefico eacute uma boa aproximaccedilatildeo do vento real em regiotildees onde as isoacutebaras satildeo

retas poreacutem as Figuras 67 e 615 mostram que as isoacutebaras natildeo satildeo totalmente linhas retas

Elas formam curvas abertas ou que se conectam formando ceacutelulas aproximadamente circulares

que recebem o nome de ciclones ou baixas (regiatildeo onde a pressatildeo aumenta da isoacutebara mais

central em direccedilatildeo a mais externa) e de anticiclones ou altas (regiatildeo onde a pressatildeo diminui

da isoacutebara mais central em direccedilatildeo a mais externa) Nessas situaccedilotildees o vento real pode ser

aproximado pelo vento gradiente O vento gradiente surge atraveacutes do balanccedilo entre trecircs forccedilas

FGP FC e forccedila centriacutepeta Nesse momento eacute importante recordar como eacute definida a forccedila

centriacutepeta A forccedila centriacutepeta eacute uma forccedila resultante (isto eacute que eacute obtida a partir da soma

vetorial de todas as forccedilas que atuam num corpo) que eacute direcionada para o centro da trajetoacute-

ria de um corpo em movimento curviliacuteneo ou circular natildeo deixando o corpo ldquoescapar pela

tangenterdquo Portanto a forccedila centriacutepeta eacute responsaacutevel por mudar a direccedilatildeo do escoamento

Para um melhor entendimento do vento gradiente eacute fornecida a explanaccedilatildeo a seguir

No nosso caso na atmosfera suponha a existecircncia de uma aacuterea de baixa pressatildeo no Hemisfeacuterio

Sul (Figura 20a lado esquerdo) Uma parcela de ar eacute inicialmente colocada em repouso na

posiccedilatildeo 1 A FGP acelera o ar na direccedilatildeo do centro do sistema de baixa e a FC desvia o

movimento do ar para a esquerda ateacute que o ar se mova paralelamente agrave isoacutebara na posiccedilatildeo 2

Da posiccedilatildeo 2 para a posiccedilatildeo 3 o ar teve um movimento curvo ou seja foi mudando a sua

direccedilatildeo ao longo da trajetoacuteria Isso vai alterar a FGP que se torna maior do que a FC

A diferenccedila entre essas duas forccedilas (forccedila resultante) seraacute a forccedila centriacutepeta (Forccedila centriacutepeta =

FGP ndash FC) Como resultado haacute uma forccedila liacutequida apontando para o interior do centro de baixa

pressatildeo (o balanccedilo entre a FGP e FC foi rompido)

Na Figura 620a (lado direito) para o caso de um sistema de alta pressatildeo no Hemisfeacuterio

Sul o vento flui no sentido anti-horaacuterio em torno do centro da altaPara manter o vento

girando em torno do ciacuterculo a FC dirigida para o centro deve ser maior que a magnitude da

FGP dirigida para fora do sistema de tal modo que a forccedila centriacutepeta (a forccedila resultante) seja

dirigida para dentro (Forccedila centriacutepeta = FC ndash FGP)

Para o Hemisfeacuterio Norte vale o esquema da Figura 620b para o centro de baixa (figura

da esquerda) e para o centro de alta (figura da direita) lembrando que para o Hemisfeacuterio

Norte o centro de baixa gira no sentido anti-horaacuterio e o centro de alta gira no sentido horaacuterio

Entretanto o significado fiacutesico eacute o mesmo independentemente do hemisfeacuterio

Nos niacuteveis mais altos da atmosfera o raio de curvatura do escoamento em geral eacute muito grande

(haacute ondas com distacircncia superior a 3000 km) e o escoamento pode ser considerado aproximada-

mente retiliacuteneo Assim o vento geostroacutefico continua sendo uma boa aproximaccedilatildeo para o vento real

Figura 620 Ventos e forccedilas atuantes em torno de aacutereas de baixa e alta pressatildeo acima da camada de atrito A Hemisfeacuterio Sul B Hemisfeacuterio Norte

Meteorologia

Nas cartas meteoroloacutegicas de superfiacutecie os ventos natildeo escoam totalmente paralelos agraves

isoacutebaras (Figura 615) agrave medida que se movem das altas para as baixas pressotildees eles cruzam

as isoacutebaras com acircngulos inferiores a 90deg Esse fato eacute decorrente do atrito do vento com a

superfiacutecie do planeta O acircngulo em que o vento cruza as isoacutebaras pode variar mas em meacutedia eacute

de cerca de 30deg

A Figura 621Aa mostra o efeito do atrito no vento proacuteximo agrave superfiacutecie (exemplo para

o Hemisfeacuterio Sul) Inicialmente olhando-se o topo da figura nota-se que o vento em niacuteveis

afastados da superfiacutecie (acima de 1000 m) escoa paralelamente agraves isoacutebaras uma vez que a FGP

estaacute em equiliacutebrio com a FC Perto da superfiacutecie o balanccedilo entre essas duas forccedilas eacute rompido

pelo atrito O atrito reduz a velocidade do vento que por sua vez reduz a FC Com isso haacute

um rompimento do balanccedilo entre a FC e a FGP e o vento tenderaacute a cruzar as isoacutebaras na

direccedilatildeo das menores pressotildees No Hemisfeacuterio Sul o vento em superfiacutecie flui no sentido horaacuterio

(Figura 621Ab) e para dentronos sistemas de baixa jaacute nas altas pressotildees em superfiacutecie o vento

flui para fora e no sentido anti-horaacuterio (Figura 621Ac) Um exemplo do vento em superfiacutecie

sobre a Ameacuterica do Sul eacute dado na Figura 622

No Hemisfeacuterio Norte em superfiacutecie o vento escoa no sentido anti-horaacuterio e para dentro

nos sistemas de baixa (Figura 621Bb) jaacute nas altas pressotildees o vento flui para fora e no sentido

horaacuterio (Figura 621Bc)

Figura 621 Efeito do atrito nos ventos em superfiacutecie Observe que em altitude o efeito eacute nulo A Hemisfeacuterio Sul B Hemisfeacuterio Norte

Figura 622 a Mapa meteoroloacutegico em superfiacutecie mostrando as isoacutebaras e o vento num dia de dezembro na Ameacuterica do Sul b Escoamento idealizado em torno dos sistemas de pressatildeo na superfiacutecie no Hemisfeacuterio Sul Fonte adaptado de Ahrens 2000

Meteorologia

A Figura 623 traz uma siacutentese do escoamento em sistemas de alta e baixa pressatildeo tanto

em baixos quanto em altos niacuteveis e em ambos os hemisfeacuterios

67 Movimento Vertical Na seccedilatildeo anterior mostrou-se que os ventos em superfiacutecie convergem para o centro de baixa

pressatildeo e divergem em torno do centro de alta pressatildeo A Figura 624 exemplifica esse processo

para os Hemisfeacuterios Norte e Sul No lado esquerdo dos quadros a e b estatildeo representados os

centros de baixa pressatildeo em superfiacutecie Independentemente do hemisfeacuterio agrave medida que o

vento converge para o centro da aacuterea de baixa pressatildeo por conservaccedilatildeo de massa ele tem que ir

para algum lugar Como o ar que converge natildeo pode penetrar na superfiacutecie ele sobe lentamente

na atmosfera Acima da baixa em superfiacutecie (~6000 metros) o ar comeccedila a divergir Quando

o escoamento divergente se iguala ao convergente em superfiacutecie a pressatildeo no centro da baixa

natildeo se altera Mas quando esses escoamentos deixam a situaccedilatildeo de equiliacutebrio a pressatildeo na

superfiacutecie muda Por exemplo se a divergecircncia em altos niacuteveis for maior do que a convergecircncia

em superfiacutecie a pressatildeo decresce no centro da baixa e as isoacutebaras em torno da baixa ficaratildeo mais

proacuteximas umas das outras Esse processo aumenta o gradiente de pressatildeo (e portanto a forccedila do

gradiente de pressatildeo) o que por consequecircncia aumenta o vento em superfiacutecie

Figura 623 Escoamento idealizado em torno dos sistemas de baixa (B) e alta (A) pressatildeo na superfiacutecie e em altos niacuteveis nos hemisfeacuterios norte e sul Fonte adaptado de AguAdo Burt 2010

A mesma anaacutelise pode ser realizada com base nos sistemas de alta pressatildeo em superfiacutecie (lado

direito dos quadros a e b da Figura 624) Nesses sistemas o vento se move para fora do centro

de alta pressatildeo (diverge) Para substituir o ar que sai em superfiacutecie o ar em niacuteveis mais altos

converge e desce (subside) lentamente

Eacute importante destacar que o ar que ascende favorece a formaccedilatildeo de nebulosidade e

precipitaccedilatildeo enquanto o que subside inibe esses processos e promove condiccedilotildees de ceacuteu limpo

Na seccedilatildeo 642 foi mencionado que a atmosfera estaacute em equiliacutebrio hidrostaacutetico isto eacute as

camadas da atmosfera natildeo se deslocam verticalmente Aparentemente essa informaccedilatildeo estaacute em

desacordo com os paraacutegrafos anteriores que revelam a existecircncia de movimentos verticais

Na realidade o equiliacutebrio hidrostaacutetico eacute uma teoria que facilitasimplifica os estudos dos

processos atmosfeacutericos Ressalta-se portanto que os movimentos verticais ocorrem e satildeo

responsaacuteveispela formaccedilatildeo de diferentes sistemas atmosfeacutericos como alguns dos que seratildeo

apresentadosno toacutepico Sistemas Atmosfeacutericos

Figura 624 Centros de alta e de baixa pressatildeo e movimento do ar associados a Para o Hemisfeacuterio Sul b Para o Hemisfeacuterio Norte Fonte adaptado de Ahrens 2009

Meteorologia

ReferecircnciasAguAdo E Burt JE Understanding Weather and Climate 5ed New York Prentice

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strAhler A strAhler A Introducing Physical Geography 2 ed New Jersey John Wiley

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GlossaacuterioAscendentes Ar subindo na atmosfera

Equiliacutebrio hidrostaacutetico ocorre devido ao balanccedilo entre a forccedila de gravidade e a forccedila do gradiente vertical de pressatildeo

Forccedila de Coriolis efeito da rotaccedilatildeo da Terra sobre os corpos em movimento Os corpos satildeo defletidos para a direita do seu movimento no Hemisfeacuterio Norte e para a esquerda no Hemisfeacuterio Sul

Forccedila de gradiente de pressatildeo forccedila decorrente da diferenccedila de pressatildeo atmosfeacuterica entre duas regiotildees A forccedila do gradiente de pressatildeo aponta da regiatildeo de maior para menor pressatildeo

Gradiente de pressatildeo grandeza que indica a direccedilatildeo na qual a pressatildeo atmosfeacuterica varia em relaccedilatildeo agrave distacircncia (GP = ∆pd) O gradiente de pressatildeo aponta do menor para o maior valor de pressatildeo

Isoacutebaras Linhas com mesmo valor de pressatildeo

Isoacutebaras Linhas que unem pontos com mesmao pressatildeo atmosfeacuterica valor de pressatildeo

Isogocircnicas linhas que unem pontos com a mesma direccedilatildeo do vento

Isotacas linhas que unem pontos com a mesma intensidade do vento

Movimento subsidentes ar que se desloca verticalmente de um niacutevel mais alto para um mais baixo na atmosfera

Movimentos ascendentes As que se desloca verticalmente de um niacutevel mais baixo para um mais alto na atmosfera

Subsidente Ar descendo na atmosfera

Vento geostroacutefico vento teoacuterico que resulta do balanccedilo entre as forccedilas de Coriolis e do gradiente de pressatildeo O vento geostroacutefico eacute um vento paralelo (que acompanha) agraves isoacutebaras

Vento gradiente vento teoacuterico que resulta do balanccedilo entre as forccedilas de Coriolis

torri NOME

TORRI BOX

TORRI X

iso nome 3

iso BOX

sub nome

ascen nome

sub box

ascen box

ascen X