Ciclo Diurno e Sistemas de Ventos Locais

Apresentação em tema: "Ciclo Diurno e Sistemas de Ventos Locais"— Transcrição da apresentação:

1 Ciclo Diurno e Sistemas de Ventos Locais
Lecture 7

2 Diferenças Diurnas de Temperatura - Sistemas de Ventos locais
Os sistemas de ventos locais resultam do aquecimento e resfriamento á superfície, devido á rotação da Terra em torno do seu eixo. As variações diurnas de temperatura resultantes são as causas para as brisas marítima e terrestre e ventos vale-montanha.

3 Brisas Marítima e Terrestre
As brisas marítima e terrestre resultam do aquecimento e resfriamento diferenciais que se estabelecem entre a terra e a água. Durante o dia, a radiação solar recebida na superfície da Terra aquece intensamente as áreas continentais. Em virtude da condução de calor dentro da terra ser um processo lento, uma fração considerável do calor fica disponível para aquecer o ar próximo à superfície. Conforme mencionado anteriormente, a temperatura da superfície da água não varia muito por causa da habilidade que a água tem de distribuir calor verticalmente pela ação das ondas e das correntes. Além disto, parte desse calor é usado para evaporar água e, desta maneira, a temperatura do ar permanece relativamente fria. Também outros fatores como alto calor específico e transparência da água agem para que a temperatura da superfície permaneça quase constante. Conequentemente, as áreas continentais experimentam maior aquecimento diurno do que aquela que se verifca sobre a água. À noite, as áreas continentais perdem calor através do resfriamento radiativo, enquanto sobre a água ocorre pouco resfriamento em virtude de a temperatura da água ser praticamente constante.

4 Brisas Marítima e Terrestre (cont.)
A equação hipsométrica é útil para descrever a circulação associada com as variações térmicas diurnas. Considerando primeiro a situação diurna, o aquecimento sobre áreas continentais resulta em maiores valores de espessura quando comparados àqueles das áreas oceânicas vizinhas. Desta maneira, pressão relativamente baixa desenvolve-se próximo à superfície sobre o continente, e pressão relativamente alta encontra-se sobre o oceano. Em níveis mais altos, encontra-se uma distribuição reversa de pressão. Como consequência, existe um escoamento no sentido da terra nos níveis baixos e um escoamento no sentido do oceano nos níveis altos. Assim sendo, sobre o continente existe convergência em baixos níveis e divergência nos altos níveis, produzindo movimento ascendente. O oposto verifica-se para a água. Esta situação denota o que se refere como brisa marítima ao longo de uma costa oceânica ou como brisa lacustre para uma região com água no interior dos continentes, como por exemplo um lago ou uma represa. Este tipo de circulação também ocorre às vezes ao longo de grandes rios, como o rio Amazonas no Brasil.

5 Brisa Marítima (Dia) Oceano H Continente Frio Quente z2 > z1 z1
P2 P1 L

6 Brisa Terrestre (Noite)
Oceano z2 H Continente Frio Quente z2 < z1 z1 P2 P1 L

7 Efeitos de Escala Sinótica na Brisa Marítima
DIA Continente Oceano Sem escoamento médio Escoamento médio continente a dentro - maior penetração da brisa marítima sobre o continente Continente Oceano Vm Escoamento médio continente a fora – pouca ou nenhuma penetração da brisa marítima sobre o continente Continente Oceano Vm

8 Efeitos de Escala Sinótica na Brisa Terrestre
Land Ocean NIGHT sem escoamento médio Escoamento médio continente a dentro– pouca ou nenhuma penetração da brisa terrestre sobre o oceano Vm Land Ocean Escoamento médio continente a fora - maior penetração da brisa terrestre sobre o oceano Vm Land Ocean

9 Para o ciclo total (brisa terrestre - brisa marítima - brisa terrestre) o período é de um dia.
Em certas latitudes existe uma tendência para que esta oscilação seja acoplada com os efeitos inerciais. Se for considerado um campo horizontal de pressão uniforme (sem gradiente horizontal de pressão), então pode-se escrever a equação (33) como: V2/R + fV = 0 (45) Resolvendo para R, tem-se: R = – V/f (46) Por essa equação é evidente que o escoamento inercial é anticiclônico em ambos os Hemisférios ((R<0 in the NH and R>0 in the SH); isto é, o escoamento curva-se no sentido horário no HN e no sentido anti-horário no HS. O período desta oscilação é dado por: P = |2R/V| = |2/f| O perfeito acoplamento entre os sistemas de ventos locais e as oscilações inerciais será verificado se P for 24 horas. Since f = 2sin,  = 2/P, P = 24 hours, we have that P=|2/f| = |2/2sin| = |2P/4 sin| Resolvendo para sen temos, sin= 1/2 and  = 30º (North or South). If you plot the wind vectors at a given point for an entire 24 hour period, with the base of the vectors at the origin (this plot is called a hodograph), then they would “loop” anticyclonically. HS HN

10 Brisa Marítima: Exemplo
Lago Okeechobee Observe a área clara ao longo e no interior do sul da Flórida na costa leste. A área clara é delimitada por uma linha de cumulus congestus e cumulonimbus. Além disso, observe que nao hã nuvens sobre o lago Okeechobee, e hã nebulosidade convectiva em volta do lago. O avanço da brisa marítima e aumento da convecção com o tempo pode ser visto nos slides seguintes.

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15 Ventos Vale-Montanha O aquecimento ou resfriamento diferencial das encostas de montanhas e do ar sobre os vales adjacentes produzem uma circulação secundária chamada ventos vale-montanha Aquecimento diurno ao longo das encostas das montanhas resulta numa maior espessura entre as superfícies de pressão sobre esses locais do que naqueles que se encontram na mesma elevação sobre os vales adjacentes. Isto produz movimento ascendente ao longo das encostas das montanhas e movimento subsidente sobre os vales. À noite, o resfriamento radiativo ao longo das encostas das montanhas resulta em temperaturas mais baixas do que as que encontradas no mesmo nível acima dos vales. Consequentemente, a configuração do escoamento é a reversa da configuração diurna, levando a movimento subsidente encosta abaixo ao longo das encostas das montanhas e movimento ascendente sobre os vales Os ventos vale-montanha desempenham um papel importante na determinação da hora do dia em que ocorre precipitação convectiva. A maioria das áreas dos vales experimenta uma precipitação máxima durante a noite, enquanto em regiões montanhosas tem um máximo de precipitação durante o dia.

16 Ventos Vale-Montanha (cont.)
DIA Encosta Acima Quente Frio B A NOITE B A Frio Quente A B Encosta Abaixo

17 Ventos Vale-Montanha (cont.)
DIA A B Quente Frio B A Encosta Acima- Vento Anabático NOITE B A Frio Quente A B Encosta Abaixo– Vento Catabático

18 Ciclo Diurno de Precipitação Baseado no CMORPH
Vernon E. Kousky, John E. Janowiak e Robert Joyce Climate Prediction Center, NOAA

19 CMORPH (CPC técnica “Morphing”)
O CMORPH utiliza os dados IR, juntamente com dados de microondas passivas, e produz análises de precipitação global (60N-60S) de alta resolução espacial e temporal. CMORPH usa IR apenas como um “veículo de transporte”, ou seja, dados de IR não são usados ​​para fazer estimativas de precipitação quando os dados de microondas passivas não estão disponíveis. For more information about CMORPH:

20 Comparação: CMORPH and Análises Gradeadas (DJF 0203+0304)
Gridded CMORPH superestima precipitação por 40-50% sobre o Brasil

21 Metodologia As taxas de precipitação sazonais médias, do CMORPH, são calculadas para cada intervalo de tempo (1-h ou 3-h). As taxas médias de precipitação diárias são calculadas somando-se as taxas de 1-h no período de 24 h. Na ausência de qualquer variabilidade diurna, a mesma quantidade de precipitação seria esperada durante cada intervalo de tempo (por exemplo, 100/24 ​​= 4,2% para intervalos de 1-h e 100/8% = 12,5 para intervalos de 3-h). As cores marrom (verde) são usadas para mostrar as horas em que o % observado é menor (mais) do que os valores esperados (precipitação uniformemente distribuída ao longo do período de 24 h).

22 Ámérica do Sul: DJF 02-03+03-04 (1mm/d mask)

23 DJF - Ámérica do Sul (1mm mask)

24 DJF - Ámérica do Sul (1mm mask)

25 Horário (HLP) de Precipitação Máxima: Ámérica do Sul - DJF 2002-03
HLP: Horário Local Padrão

26 Tempo-Longitude Ciclo Diurno: EQ DJF 2002-03 +2003-04

27 Tempo-Longitude Ciclo Diurno: 25S DJF 2002-03 +2003-04

28 Tempo-Longitude Ciclo Diurno: 30S DJF 2002-03 +2003-04

29 MAM Ciclo Diurno Médio – EQ-5N
Sistemas convectivos de precipitação começam ao longo da costa leste no dia-1 e se propagam para oeste, atingindo o oeste da Amazônia no dia-3. Dia 1 Dia 2 Dia 3 Dia 4 Costa Oeste Costa Leste

30 Ciclo Diurno DJF

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32 Variações sazonais do ciclo diurno de precipitação sobre a Bacia Amazônica

33 Seasonally varying diurnal cycle of preciitation (area averaged 2x2 degrees), 2S.
55W 52W 49W 46W Sistemas convectivos propagando para oeste ocorrem principalmente nos meses de fevereiro a maio.

34 % de Precipitação Total : Ciclo Diurno DJF 2002-03
4 5 6 4 5 6 La Plata Basin 1 2 3 2 1 3

35 Secção Tempo-Longitude (20-30S) Ciclo Diurno de Precipitação
Noturno máximo ao leste dos Andes Máximo à tarde sobre o sul do Brasil

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38 Ciclo diurno de precipitação sobre a América do Norte e a América Central: junho-agosto

39 (5-8 LT) Land Areas Várias áreas no continente recebem minima precipitação durante o final da noite e começo da manha, e recebem maxima precipitação durante final da tarde e começo da noite. As Cores indicam % da precipitação total diária que cai em um dado período de 3 horas. (17-20 LT)

40 (5-8 LT) Várias áreas no oceano adjacente recebem maxima precipitação durante o final da noite e começo da manha, e recebem minima precipitação durante final da tarde e começo da noite. (17-20 LT)

41 América do Norte e América Central: JJA 0304 (1mm/d mask)

42 Noroeste do México: JJA 0304 (amounts)

43 Precipitação - Desvios da Média: 28N
Mts (SMO)

44 Secção Tempo-Longitude - Ciclo Diurno 35N JJA 2003 + 2004
Precipitação é máxima durante o dia sobre o Sudeste dos EUA, enquanto que no final da noite / madrugada a máxima é encontrada sobre o Atlântico Um forte ciclo diurno de precipitação ocorre sobre Rocky Mts . Precipitação desloca para leste e enfraquece durante a noite. EUA Costa Leste

45 O ciclo diurno em outras regiões
Indonésia / Malásia Australia Índia África As seguintes animações do ciclo diurno médio mostram o percentual diário de precipitação que caem em um hora específica. Percentuais maiores que 4,2% (percentuais de precipitação esperados em qualquer hora, se a precipitação está bem distribuída ao longo do dia - 24 horas) são indicadas pelo sombreado verde. As áreas com percentuais menores que 4,2% são indicadas pelo sombreamento marrom.

46 Diurnal Cycle over the Maritime Continent (Malaysia/ Indonesia)

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