CL43B - Climatologia Prof. Dr. Frederico Vieira

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ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO DA

ATMOSFERA TERRESTRE

P R O F .   D R .

F R E D E R I C O  M .   C .   V I E I R A

C L 4 3 B

CLIMATOLOGIA

Atmosfera terrestre e movimentos atmosféricos

Estrutura verticalda atmosfera

Atmosfera TerrestreEstrutura vertical - introdução

Conceito: envelope gasoso que envolve o planeta, fundamental para a vida terrestre

Função: sede dos fenômenos meteorológi-cos e determinante da radiação solar

Números: 800 – 1000 km de altura, ligada a Terra pela força da gravidade

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A atmosfera terrestre:

• Balanço de radiação na Terra

• Retém parte das ondas de calor

• Atenuação da radiação solar

• Aerossóis (núcleos de condensação)

Importância física

• Suprir matéria para fotossíntese (CO2)

• Transpiração das plantas e animais

• Supre deficiências ou absorve excessos

• Limpeza e dispersão de partículas

Importância biológica

Característica estrutural da atmosfera terrestre:

Sessão Curiosidade: um ‘pulinho’ da estratosfera...

• Felix Baumgartner, 43 anos;

• Pulou da estratosfera (+ de 39 km)

• Velocidade: 1.342,8 km/h

• 4 min e 19 s em queda livre

• Livro dos Recordes

Austríaco sky diver

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Atmosfera terrestre e movimentos atmosféricos

Composição básicada atmosfera

Composição de gases da atmosfera terrestre:

GASES (%)Nitrogênio (N2) 78,08

Oxigênio (O2) 20,95

Argônio (Ar) 0,934

Gás Carbônico (CO2) 0,033

• Neônio, criptônio, hidrogênio,hélio (gases raros)

• Pó, cinzas vulcânicas, fumaça, matéria orgânica

• Aerossóis (matéria em suspensão, exceto água e gelo)

• Dióxido de enxofre (SO2), monóxido de carbono (CO) e ozônio (03)

Outros componentes

Composição de gases da atmosfera terrestre:

GASES (%)Nitrogênio (N2) 78,08

Oxigênio (O2) 20,95

Argônio (Ar) 0,934

Gás Carbônico (CO2) 0,033

• Metano (CH4): fermentação entérica, dejetos

• Vapor d’água (até ~ 4% na atmosfera): ligado à termorregulação

• N2: fixação simbiótica, no caso de culturas vegetais

• Gás carbônico (CO2): fotossíntese e efeito estufa

Importância Zootécnica

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Fonte de gases de efeito estufa:

Gás

Fontes de emissãoConcentração

(ppm) Tempo de residência na

atmosfera(anos)

Poder de aquecimento

Natural Antropogênica 1750 Atual

CO2

‐ Respiração‐ Decomposição 

de material orgânico

‐ Queima de combustíveis fósseis

‐ Queima de biomassa

280 370 50 – 200 1

CH4

‐ Matéria orgânica em decomposição

‐ Fermentação entérica

‐ Dejetos animais

700 1800 12 – 17 21

N2O ‐ Oceanos‐ Solos

‐ Fertilizantes‐ Conversão 

catalítica (carros)

275 310 120  310

CFC’s

‐ Propelentes, solventes, refrigeração, espumas

0Ordem de ppt

13 ‐ 102 Acima de 10.000

Atmosfera terrestre e movimentos atmosféricos

Circulação geral eventos predominantes

Atmosfera TerrestreForças primárias e massas de ar

Aceleração da gravidade: responsável principal pela pressão atmosférica

Flutuação térmica: contribui para variação da pressão atmosférica

Gradiente horizontal de pressão: responsável pela movimentação de uma região para outra

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Atmosfera TerrestreForças secundárias e massas de ar

Atrito: responsável pela desaceleração do movimento, resultante da rugosidade da superfície;

Força de Coriolis: responsável pela mudança de direção do movimento devido à rotação da Terra...

Na macroescala, modelo teórico da circulação geral:

Ventos de Leste

Ventos de Leste

Alísios de NE

Ventos de Oeste

Alísios de SE

Ventos do Oeste

Atmosfera TerrestreZonas de Convergências

ZCIT: corresponde à região chuvosa equatorial e nela ocorre rica e variada biodiversidade, principalmente vegetal;

ZCET: encontro do ar frio e seco dos Póloscom o ar quente e úmido dos trópicos, formando as frentes polares com elevada precipitação, o que define a região como úmida e fria.

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Atmosfera TerrestreCiclones e Anticiclones

Ciclones: possui centro de baixa pressão, cujo movimento da massa de ar é dirigida ao centro;

Furacões e tornados: ciclones em grandes proporções;

Sentido de circulação: horário no hemisfério sul e anti-horário no hemisfério norte.

Ciclones:

Hemisfério Norte Hemisfério Sul

Furação Isabel, EUA (2003) Furação Catarina, Brasil (2004)

Ciclones:

Hemisfério Norte

Furação Katrina, EUA (2005)

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Atmosfera TerrestreCiclones e Anticiclones

Anticiclones: possui centro de alta pressão, cujo movimento da massa de ar é dirigida à periferia, com ventos divergentes;

Condição do tempo: céu limpo e condições meteorológicas amenas;

Sentido de circulação: horário no hemisfério norte e anti-horário no hemisfério sul.

Anticiclones:

Hemisfério Norte Hemisfério Sul

Atmosfera terrestre e movimentos atmosféricos

El Niño e La Niña

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Atmosfera TerrestreEl Niño e La Niña

El Niño Oscilação Sul (ENOS): provoca alterações no padrão de circulação geral da atmosfera

No oceano: aquecimento anômalo das águas do Pacífico Tropical, afetando os regimes de chuva em regiões tropicais e de latitudes médias

Ventos: os ventos de superfície mudam de sentido, ficando de oeste para leste, em alguns casos

Condições Normais: Descrição Geral

• Águas superficiais mais friasna costa oeste da Am. do Sul;

• Mais aquecidas na Austrália eIndonésia;

• Ventos alísios de leste paraoeste;

• Desnível do Oceano entre aAustrália e Am. do Sul;

• Afloramento de águas friaspróximo à América do Sul;

• Chuvas na Austrália e poucachuva na costa da Am. do Sul.

El Niño: Descrição Geral

• Águas superficiais mais quentesna costa oeste da Am. do Sul;

• Redução da temperatura daságuas da costa da Austrália;

• Enfraquecimento dos ventosalísios de leste para oeste (baixapressão na Am. do Sul);

• Redução do afloramento deáguas frias próximo à Américado Sul, menos peixes;

• Diminuição das chuvas naAustrália e chuva torrencial nacosta da Am. do Sul.

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La Niña: Descrição Geral

• Águas superficiais mais frias doque o normal na Am. do Sul;

• Aumento da temperatura daságuas da costa da Austrália;

• Fortalecimento dos ventos alísiosde leste para oeste (baixa pressãona Austrália);

• Aumento anormal do afloramentode águas frias próximo à Américado Sul;

• Aumento das chuvas na Austráliae seca na costa da Am. do Sul.

Atmosfera TerrestreEl Niño – Efeitos no Brasil

Região Norte: diminuição da precipitação e das secas;

Região Nordeste: seca severa;

Região Centro-oeste: sem evidências de efeitos nas chuvas;

Região Sudeste: moderado aumento das temperaturas médias;

Região Sul: precipitações abundantes da primavera e inverno. Aumento da temperatura média;

Atmosfera TerrestreLa Niña – Efeitos no Brasil

Região Norte: aumento das precipitações

Região Nordeste: aumento das precipitações;

Região Centro-oeste: área com baixa previsibilidade;

Região Sudeste: área com baixa previsibilidade;

Região Sul: secas severas;

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El Niño de dezembro a fevereiro:

El Niño de junho a agosto:

La Niña de dezembro a fevereiro:

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La Niña de junho a agosto:

Atmosfera TerrestreMassas de ar

Conceitos: são grandes volumes de ar quedeslocam lentamente ou estacionam emuma região

Efeitos: as regiões adquirem as caracterís-ticas térmicas e de umidade, afetando o tem-po nas escalas macro, meso e micro

Massas de ar que atuam na Am. do Sul

mEcE

cT

mT

mP

Equatorial marítima (quente e úmida)Equatorial

continental (quente e úmida)

Tropical marítima (amena e condicionadora de estabilidade e pouca precipitação)

Tropical continental (quente e seca)

Polar marítima (fria e seca)

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Distribuição das massas de ar que atuam no Brasil e sua relação com as chuvas mensais

mT

mT

cT

cE

mE mE

cE

cT

mT

mT

cE

mE

mT

mTcE

mT

mT

Atmosfera TerrestreFrentes de ar

Conceito: zona de transição devido à transposição da massa mais fria (mais densa) pela massa mais quente (menos densa)

Frente fria: quando a massa de ar frio avança em direção à massa de ar quente

Frente quente: massa de ar quente avança na massa de ar fria

Frentes:

Frente fria Frente quente

Chuvas: a frente fria provoca a ocorrência de chuvas durante apassagem do sistema frontal e queda na temperatura. A frente quentepromove chuvas amenas antes da passagem do sistema frontal e logoapós aumento da temperatura

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Frentes oclusas e estacionárias: nesses dois últimos casos, aschuvas são intensas e por períodos prolongados. A frente oclusa ocorrequando as frentes frias e quentes se alternam sucessivamente,formando chuvas leves e contínuas por vários dias no mesmo local.

Frente Fria Frente Oclusa

Fria QuenteFria Quente

Quente

Fria

Frentes oclusas e estacionárias: na frente estacionária, não hápredomínio de avanço de uma massa em direção à outra, fazendo comque o sistema fique estacionário sobre uma região, provocando chuvascontínuas.

Frente Estacionária

Frente Quente

Quente

Quente

Fria

Fria

Fria Fria

QuenteQuente

Observe a FF no continente e a FQ no oceano

Neste detalhe vemos as chuvas provocadas por esse sistema frontal

Frente fria e quente na região Sul do Brasil