Massa de ar - lemma.ufpr
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9 – Massas de Ar e Frentes 9.1 – Massas de Ar Massa de ar: corpo de ar, caracterizado por uma grande extensão horizontal, homogênea. A homogeneidade é caracterizada pela uniformidade na temperatura e umidade do ar. Cobrem centenas a milhares quadrados, horizontalmente, e altitude. de quilômetros quilômetros de 1 9 – Massas de Ar e Frentes 9.1 – Massas de Ar A identificação de diferentes massas de ar é feita, principalmente, umidade do ar. pela análise de temperatura e É facilmente perceptível a movimentação de massas de ar pelas mudanças nos elementos do tempo Análise de massas de ar: estudo das características e comportamento das massas de ar 2 9 – Massas de Ar e Frentes 9.1 – Massas de Ar – Origem e Tipos As massas de ar adquirem suas propriedades em contato com as superfícies que as formam: temperatura e umidade são determinadas pela natureza da superfície subjacente. Formação de massas de ar não ocorre rapidamente: Grande volume Baixa condutividade calorífica do ar Volume de ar deve permanecer (quase) estático ou se deslocar (lentamente) sobre características uniformes, gradualmente. superfície de adquirindo-as, 3 9 – Massas de Ar e Frentes 9.1 – Massas de Ar – Origem e Tipos Há regiões mais propícias à formação de massas de ar: regiões fonte. Nome Origem Propriedades Símbolo Ártica/Antártica Regiões polares Fria; q baixa, porém UR alta no verão, as mais frias no inverno A/AA Polar continental Áreas continentais subpolares Frias, aquecendo ao se deslocar; q baixa, constante cP Polar marítima Áreas supolares e ártica / antártica Frias, aquecendo ao se deslocar; q mais elevada mP Tropical continental Zonas terrestres subtropicais, anticiclones Mais quentes, baixa q cT Tropical marítima Zonas marítimas, limites anticiclones no sentido dos pólos Temperadas, elevadas q e UR mT Equatorial Mares tropicais e equatoriais Mais quentes, q e UR elevadas E 4 9 – Massas de Ar e Frentes 9.1 – Massas de Ar – Origem e Tipos 5 9 – Massas de Ar e Frentes 9.1 – Massas de Ar – Movimento Para que haja formação de massas de ar: pouco (ou nenhum) movimento durante um período considerável A circulação atmosférica, eventualmente, movimenta as massas de ar Ao se afastar de sua região fonte, a massa de ar sofre modificações Regiões que estão permanentemente nos limites de massas de ar (regiões fonte tropicais ou polares) têm condições de tempo relativamente uniformes. Áreas fora das regiões fonte (latitudes médias, cinturão dos predominantes de oeste) estão sujeitas a mudanças contínuas das condições de tempo 6 9 – Massas de Ar e Frentes 9.1 – Massas de Ar – Movimento O deslocamento provoca mudanças nas propriedades das massas de ar, que dependem: Do tipo e condições da superfície sobre a qual ela se desloca Da velocidade de deslocamento Ex: Ar cP pode se transformar em mP após longo deslocamento sobre o mar Ar mT pode ser muito seco em níveis elevados, originado da transformação de ar cT. 7 9 – Massas de Ar e Frentes 9.1 – Massas de Ar – Movimento 8 9 – Massas de Ar e Frentes 9.1 – Massas de Ar – Propriedades As condições em uma massa de ar em movimento dependem das condições na superfície inferior Sobre superfície + fria: massa de ar quente (w) Sobre superfície + quente: massa de ar fria (k) 9 9 – Massas de Ar e Frentes 9.1 – Massas de Ar – Propriedades Massas de ar frio Ar polar Ar frio marítimo sobre continente quente Ar frio continental sobre mar quente Desenvolvimento de convecção (instabilidade) e turbulência Nuvens tipo cumulus Precipitação intensa, na forma de pancadas: trovoadas de massa de ar Boa visibilidade 10 9 – Massas de Ar e Frentes 9.1 – Massas de Ar – Propriedades Massas de ar quente Origem tropical, deslocadas para latitudes mais altas Ar marítimo quente sobre continente frio Ar continental quente sobre mar frio Resfriamento gradativo da massa de ar, a partir da superfície Estratificação do ar Ausência de convecção ou turbulência Nuvens estratiformes Precipitação fraca Visibilidade limitada: névoa seca e úmida e nevoeiro 11 9 – Massas de Ar e Frentes 9.2 – Frentes Dentro das massas de ar as propriedades são bastante uniformes Quando duas massas de ar de propriedades distintas se encontram , há uma brusca variação de propriedades através da superfície que as separa, e também das condições meteorológicas Superfície frontal: superfície tridimensional que separa duas massas de ar adjacentes Frente: interseção da superfície frontal com a superfície (solo ou mar) 12 9 – Massas de Ar e Frentes 9.2 – Frentes 13 9 – Massas de Ar e Frentes 9.2 – Frentes – Características gerais Ar frio penetra em forma de cunha sob o ar quente, que é obrigado a subir ao longo da superfície inclinada que o separa do ar frio A inclinação da superfície frontal é pequena: entre 1:100 e 1:500, dependendo da massa de ar Entre massas de ar existe uma zona de transição, com espessura de centenas a milhares de metros Quanto maior a diferença de propriedades, menor a mistura entre elas, e mais fina será a zona de transição A região de interseção da zona de transição (superfície frontal) com a superfície pode abranger centenas de quilômetros quadrado, devido à pequena inclinação 14 9 – Massas de Ar e Frentes 9.2 – Frentes – Características gerais Temperatura Variação através de uma frente depende do contraste térmico entre as massas de ar Quanto maior o contraste, mais brusca será a variação Ao longo da superfície frontal, na vertical, deve haver uma região de inversão 15 9 – Massas de Ar e Frentes 9.2 – Frentes – Características gerais Pressão Em lados opostos da frente há variação na pressão e também no gradiente de pressão As frentes se situam sobre os cavados, que se estende desde um centro de baixa pressão As isóbaras, sobre a frente, sofrem uma variação brusca na direção Cavado: faixa/linha ao longo da qual a pressão (ou altura) é menor que nos pontos laterais adjacentes Crista: faixa/linha ao longo da qual a pressão (ou altura) é maior que nos pontos laterais adjacentes 16 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Quentes 17 9 – Massas de Ar e Frentes 9.2 – Frentes – Características gerais Nuvens e precipitação Resfriamento adiabático do ar quente ascendente pode levar à saturação, condensação e precipitação Natureza da nebulosidade e precipitação dependerá da umidade do ar e da inclinação da superfície frontal Extensão da região de nuvens e precipitação abrange centenas de km A principal parte das nuvens se desenvolve sobre o ar frio A precipitação tem origem nas nuvens formadas no ar quente Nuvens no ar frio são tipo cumulus, por aquecimento local 18 9 – Massas de Ar e Frentes 9.2 – Frentes – Características gerais Vento Em virtude da variação na direção das isóbaras há uma significativa mudança na direção dos ventos ao longo das frentes Também há mudanças na velocidades do vento, em razão das mudanças nos gradientes Linha de descontinuidade do vento 19 9 – Massas de Ar e Frentes 9.2 – Frentes – Características gerais Formação de uma frente: frontogênese Dissipação de uma frente: frontólise Deformação do campo de temperatura pelo campo de vento provoca estreitamento da região de contraste de temperatura, levando à quase descontinuidade de temperatura: frente 20 9 – Massas de Ar e Frentes Tipos de Frentes Diferentes tipos de frentes se desenvolvem a partir do movimento relativo das massas de ar em contato A cada tipo de frente associam-se condições distintas As frentes são classificadas, de forma geral, em 4 tipos: Quentes Frias Estacionárias Oclusas 21 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Quentes Frente quente Há substituição de ar frio por ar quente Representa-se graficamente (2-D) por linha de semi- círculos vermelhos, apontados para o sentido de deslocamento da frente (ar frio) Adiante da frente: mudanças nos elementos do tempo Atrás da frente: tempo típico de massa de ar tropical 22 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Quentes 23 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Quentes Ar frio forma uma superfície inclinada, ascendente no sentido de deslocamento do ar Ar quente sobe ao longo da superfície frontal Região com nebulosidade estende-se, horizontalmente, por mais de 1000 km Nuvens altas (cirrus) antecedem a frente Sequência de nuvens: cirrus, cirrustratus, altostratus, stratus, nimbustratus Nuvens de desenvolvimento horizontal Parte mais espessa da nebulosidade: precipitação contínua, adiante da frente Após a passagem da frente, redução da nebulosidade e precipitação 24 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Quentes 25 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Frias Frente fria Há substituição de ar quente por ar frio Representa-se graficamente (2-D) por linha de triângulos azuis, apontados para o sentido de deslocamento da frente (ar quente) Próximo da frente: mudanças nos elementos do tempo Atrás da frente: tempo típico de massa de ar polar 26 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Frias 27 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Quentes 28 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Frias Ar frio forma uma superfície inclinada, descendente no sentido de deslocamento do ar Ar quente sobe ao longo da superfície frontal Inclinação da superfície frontal é maior próximo à superfície: maiores velocidades do vento em níveis superiores que inferiores, devido ao atrito Inclinação dependerá do perfil de vento Em geral, o ar frio se desloca mais rápido que o ar quente: ar quente é forçado a ascender rapidamente ao longo da superfície frontal Rápido resfriamento do ar em toda a coluna 29 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Frias Formação de nuvens de desenvolvimento vertical: cumulus e cumulonimbus Precipitação moderada a forte, na forma de pancadas Podem-se formar condições de tempo severas: trovoadas ao longo de toda a frente A precipitação abrange extensão relativamente pequena, próximo à frente Quanto menor a inclinação, maior a largura de abrangência e menor a intensidade da precipitação Resfriamento na passagem da frente fria não é causado pela chuva, e sim pela presença do ar mais frio pós-frontal Após a passagem da frente, é comum a formação de nuvens tipo cumulus rasas: cumulus de bom tempo (ar frio e solo quente) 30 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Estacionárias Não há movimento relativo significativo entre duas massas de ar Representada graficamente por combinação dos símbolos de frente quente e fria, com sentidos opostos Resulta da desaceleração de uma frente, quente ou fria Tempo terá as características do sistema original 31 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Estacionárias 32 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Oclusas Frente oclusa: forma-se do encontro de uma frente fria e uma frente quente O ar frio, em geral, desloca-se mais rápido que o ar quente, que se encontra à frente Existem, então, três massas de ar: fria, quente e fria; havendo, portanto, duas frentes Devido ao movimento da frente fria ser mais rápido que o da frente quente, a frente fria pode alcançá-la, produzindo uma oclusão Representada graficamente pela combinação dos símbolos de frente fria e quente, porém direcionados no sentido do deslocamento da frente 33 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Oclusas 34 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Quentes 35 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Quentes 36 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Oclusas O ar quente é levantado pelas duas massas de ar mais frias e não fica em contato com o solo O tipo de oclusão (quente ou fria) depende de qual massa de ar polar é mais fria: Se for a massa de ar atrás da frente fria: oclusão fria Se for a massa de ar à frente da frente fria: oclusão quente A frente que permanece na superfície é a referente ao tipo de oclusão 37 38 9 – Massas de Ar e Frentes 9.3 – Frentes Oclusas Em ambos os tipos de oclusão, na aproximação de uma frente oclusa os elementos do tempo se comportam como na aproximação de uma frente quente A região da oclusão, no entanto, tem condições muito rigorosas, com precipitação antes e depois da passagem da frente Na prática, é bastante difícil discernir se a oclusão é do tipo quente ou frio, pois são necessários muitos dados de observação, em superfície e em ar superior (3-D), para efetuar a análise 39
