Meteorologia Básica II Prof. Jeferson Machado. Conteúdo 1-Estabilidade Atmosférica e Desenvolvimento vertical de nuvens 1.1 – Determinação da estabilidade.

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1 Meteorologia Básica II Prof. Jeferson Machado

2 Conteúdo 1-Estabilidade Atmosférica e Desenvolvimento vertical de nuvens 1.1 – Determinação da estabilidade e instabilidade e suas causas 1.2 – Desenvolvimento de nuvens convectivas 1.3 – Topografia e formação de nuvens e precipitação

3 Conceito de Estabilidade Estabilidade condição atmosférica a qual os movimentos atmosféricos ascendentes estão ausentes ou definitivamente inibidos. Instabilidade como o estado atmosférico no qual prevalecem os movimentos verticais.

4 Porém antes de aprendermos os critérios para determinação da Estabilidade na Atmosfera será necessário uma breve descrição das condições iniciais.

5 1°) Processos Adiabáticos na Atmosfera Trata-se de um processo o qual as trocas de calor entre o sistema e o ambiente são praticamente desprezíveis.

6 Razão adiabática seca

7 Razão abiabática saturada Uma parcela de ar, ao subir adiabaticamente saturada, resfria-se por expansão, sendo este resfriamento retardado pela liberação de calor latente de condensação. Logo, a TVVT (Lapse Rate), num processo adiabático saturado, é menor que a razão adiabática seca

8 Razão abiabática saturada (500hPa, -20°C) γs = 7,8°C/km (500hPa, 20°C) γs = 3,3°C/km (1000hPa, -20°C) γs = 8,6°C/km (1000hPa, 20°C) γs = 4,3°C/km

9 2°) Parcela de Ar Segue o comportamento: I. É isolada termicamente de sua vizinhança; II. Encontra em equilíbrio hidrostático ( mesma pressão do ar ambiente no mesmo nível) ;

10 Método da Parcela Consiste em aplicar um pequeno deslocamento vertical de uma parcela de ar a fim de se analisar o estado de equilíbrio da atmosfera que ela assume. Para isto é suposto que: - Processo adiabático; - Sistema fechado; - Deslocamento lento.

11 Conceito de Estabilidade Estabilidade condição atmosférica a qual os movimentos atmosféricos ascendentes estão ausentes ou definitivamente inibidos. Instabilidade como o estado atmosférico no qual prevalecem os movimentos verticais.

12  Critérios de Estabilidade para o não ar saturado Ar ascende Se T’ > T Resfriamento Adiabático Instável Ar subsidente Aquecimento Adiabático Estável Se T’ < T

13 .  Suponhamos em que: 1º) Se a parcela no nível “O” é forçada a deslocar-se para CIMA até o nível definido pelos pontos A e B, onde sua pressão se ajustará imediatamente a da vizinhança se resfriará por expansão adiabática atingido a temperatura. Parcela de ar Ar Ambiente A parcela fica MAIS densa que o ar ambiente, retornando ao nível original. Assim: Camada Estável AB (a) camada atmosférica em que O

14 .  Suponhamos em que Se é forçada a SUBIR, ela atinge o ponto A, com uma temperatura maior que o ar ao redor. Parcela de ar; Ar ambiente Da equação de estado concluímos que a parcela fica MENOS densa que o ar ambiente e continua o movimento ascendente. Assim: Camada Instável AB (b) camada atmosférica em que. O

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16 Resumindo: Camada Estável Camada Neutra Camada Instável

17  Critérios de Estabilidade para o ar saturado: Para o ar saturado os critérios são os mesmos utilizados que para o ar não- saturado. Camada Estável Camada Neutra Camada Instável

18 Estabilidade atmosférica

19  Instabilidade ou Estabilidade Condicional A estabilidade condicional está associada a: - Subida forçada com intensidade suficiente para elevar o ar até o nível de estabilidade neutra; - Teor de umidade elevado e suficiente para que a elevação leve ao nível de condensação;

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21 A estabilidade de uma parcela do ar em uma determinada camada da atmosfera pode ser analisada através do diagrama termodinâmico Skew-T log P. Comparando o Gradiente Vertical de Temperatura Virtual (γ) da curva de uma camada na atmosfera com a Razão Adiabática Seca ou com a Razão Adiabática Saturada, podemos determinar a estabilidade na atmosfera.

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23 NCL

24 A parcela em P desloca-se para cima, seguindo a adiabática seca até atingir o nível de condensação por levantamento (NCL). A partir dai, percorrerá a adiabática saturada e os valores de sua temperatura durante o processo estão mostrados na curva T’. Como se vê, a temperatura T' da parcela, em qualquer nível da atmosfera, é sempre inferior à temperatura T da atmosfera, o que caracteriza a atmosfera como ABSOLUTAMENTE ESTÁVEL (note-se que γ < ). NCL

25 A parcela encontra-se em Q e subirá seguindo a adiabática seca até o NCL. A partir daí, irá pela adiabática saturada, sendo sua temperatura durante a subida mostrada na curva T’, sendo sempre, T' superior à temperatura da atmosfera T. Tem-se um caso de atmosfera ABSOLUTAMENTE INSTÁVEL NCL

26 NCE A parcela localiza-se inicialmente em R e sobe pela adiabática seca até tomar-se saturada no nível de condensação por levantamento (NCL), na posição A. A partir desta posição, a parcela sobe pela adiabática saturada, que cruza com o perfil observado de temperatura da atmosfera, em B. Neste ponto a temperatura da parcela será igual à temperatura do ar que a circunda. Este nível é conhecido como nível da convecção espontânea (NCE), pois acima dele a parcela se deslocará livremente, formando vórtices convectivos. Continuando a subir pela adiabática saturada, a temperatura da parcela passa a ser superior à da atmosfera, ganhando aceleração cada vez maior. O caso particular da parcela que originou-se em R é chamado INSTABILIDADE CONDICIONAL, pois a instabilidade somente ocorrerá se a parcela for forçada a subir além do ponto B. Caso a parcela não atinja o ponto B, ela tenderá a voltar a sua posição inicial, o que caracteriza uma condição estável.

27 ABSOLUTAMENTE ESTÁVEL: a curva de T da sondagem permanecer à DIREITA da e ABSOLUTAMENTE INSTÁVEL: a curva de T da sondagem permanece à ESQUERDA da e CONDICIONALMENTE ESTÁVEL OU INSTÁVEL: a curva de T da sondagem permanece à ESQUERDA de e à DIREITA.

28 ABSOLUTAMENTE ESTÁVEL:

29 ABSOLUTAMENTE INSTÁVEL:

30 Perfil de estabilidade em Florianópolis

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32 Perfil de instabilidade em Recife

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35 1.2 – Desenvolvimento de nuvens convectivas

36 Tipos de estabilidade e tipo de nuvem

37 A relação do perfil de temperatura com a formação de nuvens. As relações existentes entre o perfil observado de temperatura, as linhas adiabáticas secas e saturadas e a formação de nuvens baixas do tipo cumuliforme podem ser observados na figura abaixo:

38 "cumulus humilis" São nuvens pouco desenvolvidas verticalmente e formam-se quando a camada abaixo do nível de condensação por levantamento é instável, ainda que a camada superior esteja estável.

39 "cumulus congestus" Apresenta torres e protuberâncias bem desenvolvidas, assemelhando-se a couves-flores em sua parte superior. Estas nuvens ocorrem na presença de uma espessa camada com instabilidade condicional acima do nível de condensação.

40 Formam-se quando existe uma camada mais profunda de instabilidade condicional acima do nível de condensação. Podem resultar do crescimento contínuo dos "cumulus congestus" e chegam a atingir alturas tais que a temperatura do topo toma-se inferior à de congelamento, com grandes formações de cristais de gelo misturados a gotículas d'água. “Cumuluninbus"

41 As nuvens Stratus e o nevoeiro: Formam-se devido ao resfriamento do ar próximo à superfície e devido ao processo de turbulência. - Para formação de St, é muito importante a umidade do ar e da superfície depois da precipitação de outras nuvens; - Após a passagem de SF alta umidade em níveis inferiores.

42 A dissipação das nuvens St ocorre, quando é destruída a camada de inversão. O aumento da temperatura da superfície contribui para a destruição da inversão.

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45 Aeroporto Salgado Filho (Porto Alegre)- 24 e 26/07/2013

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49 1.3 – Topografia e formação de nuvens e precipitação

50 Base de nuvem

51 Formação Orográfica de Nuvem

52 Ondas de Montanha

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