O CLIMA DA TERRA: Processos, Mudanças e Impactos

Apresentação em tema: "O CLIMA DA TERRA: Processos, Mudanças e Impactos"— Transcrição da apresentação:

1 O CLIMA DA TERRA: Processos, Mudanças e Impactos
Prof. TÉRCIO AMBRIZZI, Ph.D. Professor Titular Departamento de Ciências Atmosféricas Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas Universidade de São Paulo

2 PROCESSOS FÍSICOS Processos climáticos Transferência de calor e massa na atmosfera O papel dos oceanos

3 PROCESSOS FÍSICOS Processos climáticos Elementos do Sol A radiação solar interceptada pela Terra Atributos do sistema Terra-Atmosfera Efeitos da atmosfera e da superfície da Terra Balanço global da radiação Médias espaço-temporal do balanço de radiação Transferência de calor e massa na atmosfera (Aula 2,3 e 4) Transferências de energia Força de Coriolis, jatos e ondas de Rossby Circulação geral da atmosfera Padrões secundários da circulação atmosférica Padrões regionais de circulação atmosférica Massas de ar, frentes e ciclones extratopicais A previsão de tempo Clima da Terra em geral O papel dos oceanos Processos climáticos do oceano As oscilações El Niño – La Niña

4 MASSAS DE AR FRENTES CICLONES EXTRA-TROPICAIS
Sistemas de grande escala (escala sinótica): afetam grandes regiões (ex., parte de um continente) Longa duração (de um a vários dias) Alta previsibilidade

5 “ESCALA” DOS FENÔMENOS METEOROLÓGICOS
Sistemas “muito” diferentes

6 MASSAS DE AR Definição:
Um grande volume de ar, cobrindo uma superfície de centenas de km2, que tem temperatura e umidade relativamente constante na horizontal. Formação: Formam-se sobre grandes extensões da superfície terrestre com características homogêneas (oceanos, grandes florestas, desertos,etc.), onde permanecem por longo tempo. Geralmente são anticiclones semi-estacionários (ventos fracos, de deslocamento lento).

7 Classificação (de acordo com sua região de origem):
características térmicas: quente (Equatorial-E e Tropical-T) fria (Polar-P, Ártica ou Antártica - A) características de umidade: muita umidade (marítima-m) pouca umidade (continental-c)

8 MASSAS DE AR que afetam a América do Sul
mE mT mT cT mP mP

9 FRENTES Definição: Faixa (ou zona, ou “superfície”) de transição
entre duas massas de ar de características diferentes Características: Normalmente é uma região onde: - a pressão tem um valor mínimo relativo - a temperatura e a umidade variam abruptamente - os ventos são mais fortes, mudam de direção e são confluentes - ocorre nebulosidade e precipitação A fronteira entre as massas de ar frio e quente sempre se inclina para cima, por sobre a massa de ar frio (que é mais denso). Quando as massas de ar se deslocam, o ar frio força o ar quente a subir, o que provoca a formação de nuvens e precipitação Tem larguras de 5 a 50 Km, comprimento de 500 a 5000 Km, e altura de 3 a 10 Km Tipos de Frentes: As frentes podem ser classificadas pelo movimento relativo das massas de ar quente e fria envolvidas.

10 FRENTE FRIA Quando uma massa de ar frio avança sob uma massa de ar quente `                                                       Ci – cirrus Cs – cirrustratus Ac – altocumulus Cb – cumulunimbus

11 Frente fria

12 FRENTE QUENTE Quando uma massa de ar quente avança sobre uma massa de ar frio Ci – cirrus Cs – cirrustratus As – altostratus Ns – nimbustratus St – stratus

13 Frente quente

14 FRENTES ciclone A A’ A A’ OCLUSA:
Quando uma frente fria (de deslocamento mais rápido) ultrapassa uma frente quente do lado leste ou equatorial do ciclone ESTACIONÁRIA: Quando não há o avanço do ar frio nem o avanço do ar quente A A’ A A’ ciclone

15 CICLONES EXTRA-TROPICAIS
ou “de latitudes médias” Definição: Área de baixa pressão, na forma de um núcleo fechado, onde os ventos giram no sentido horário no Hemisfério Sul A anti-horário no HN B

16 CICLONES EXTRA-TROPICAIS
Características: convergência em superfície movimento ascendente do ar nuvens e tempestades geralmente associado a sistemas frontais em imagens de satélite tem aspecto de “virgula” no HN e “virgula invertida” no HS

17 CICLO DE VIDA DE UM CICLONE EXTRA-TROPICAL
Estágio inicial Frente estacionária Baixa pressão entre dois anticiclones Ar frio ao sul, e quente ao norte, fluem quase paralelos à frente, mas em direções opostas região de “vorticidade” ciclônica (giro horário no HS)

18 Os ciclones no Hemisfério Sul

19 Cristas e Cavados em altitude
A leste do cavado: região favorável à ciclogênese e ao deslocamento da frente fria “cristas” A leste da crista: região favorável à dissipação de ciclones

20 EXEMPLO de Massa de Ar, Sistema Frontal e Ciclone Extra-tropical

21 EXEMPLO de Massa de Ar, Sistema frontal e Ciclone Extra-tropical

22 EXEMPLO de Massa de Ar, Sistema Frontal e Ciclone Extra-tropical

23 Efeitos da passagem da FF em São Paulo

24 Regiões de ocorrência de Ciclones Extra-tropicais na América do Sul
(Gan e Rao 1991)

25 DENSIDADE MÉDIA DE CICLONES PARA O ANO DE 1990
(Reboita, Rocha e Ambrizzi 2007)

26 Regiões de ocorrência de Ciclones

27 TRAJETÓRIA SAZONAL DOS CICLONES
OUTONO VERÃO PRIMAVERA INVERNO (Beu e Ambrizzi 2006)

28 CYCLONES, ANTICYCLONES AND COLD AIR MASS
(Pezza and Ambrizzi 2005)

29 O ciclone (Furacão) “CATARINA”

30 O ciclone (Furacão) “CATARINA”

31 TRMM 26 de março UTC

32 TRMM 27 de março UTC

33 TRMM 27 de março UTC

34 Temperatura na superfície do mar

35 TRAJETÓRIA DO CATARIANA
(Pezza e Simmonds, GRL, 2005)

36 Um ciclone mais antigo

37 RESUMO SOBRE AS FRENTES
As FRENTES são as fronteiras entre duas massas de ar diferentes. FRENTE FRIA se move em direção ao ar quente FRENTE QUENTE se move em direção ao ar frio OCLUSÃO DE FRENTE possui pouco movimento relativo Em geral quando o ar quente e o ar frio se encontram há formação de nebulosidade e precipitação. O ar quente é mais capaz de reter o vapor d’água que o ar frio. Com o resfriamento desse ar, há condensação e precipitação.

38 FIGURA ESQUEMÁTICA DE UMA FRENTE QUENTE

39

40 FIGURA ESQUEMÁTICA DE UMA FRENTE FRIA

41 Frente Estacionária

42 A PREVISÃO DO TEMPO

43 Instrumentos e medidas
A previsão do tempo Instrumentos e medidas Estações meteorológicas de superfície Radiosondagens Radar e Satélites Sistemas especiais: balões cativos torres micrometeorológicas aviões instrumentados

44 Rede de Estações Meteorológicas de superfície

45 Alguns instrumentos de uma Estação Meteorológica de superfície
hidrógrafo pluviômetro

46 Alguns instrumentos de uma Estação Meteorológica de superfície
Temperatura (bulbo seco e bulbo umido) barógrafo

47 Radiosonda

48 Radar

49 Imagens de Satélites

50 Medidas especiais

51 A rede de observação de superfície da WMO

52 Esquema dos componentes do sistema de telecomunicação global da WMO

53 “Cartas sinópticas” e diagramas

54 “PREVISÃO (NUMÉRICA)”
CPTEC INMET

55 Previsão de ocorrências de geadas
Previsão de ocorrências de Nevoeiros

56 detalhamento elevado)
PREVISÃO DE TEMPO Dados Globais GTS (INMET) Satélite Geoestacionário e da Órbita Polar Redes de Observação Regional e Local Radar Meteorológico OBSERVAÇÕES DADOS ) ) ) Modelo Reg. ETA (CPTEC) Modelo de Mesoescala ) Mod. Global (CPTEC) ) CC FG CC FG MODELAGEM Técnicas de Interpretação, Validação, Métodos Estatísticos: MOS, PP, Adição de Valor, Detecção de Erros, Melhorias das Técnicas e Produtos Especiais PESQUISADOR METEOROLOGISTA ANALISTA Prev. de Curto Prazo (resolução média - maior detalhamento espacial) Prev. de Médio Prazo (baixa resolução espacial) Prev. de Curtíssimo Prazo (previsão imediata - detalhamento elevado) PRODUTOS

57 Bases Científicas para Avaliação Regional
Modelos Globais A-O-C acoplados (Baixa Res.) Previsão de Ondas Planetárias, (C. C. Laterais) Modelos Globais Atmosféricos (Média Res.) Previsão de Enchentes, Secas, Escoamento, Dispersão de Poluentes Previsão de TSM, Umidade do Solo, etc. (C. C. na superfície) Modelos Regionais (Alta Res.) Modelos Hidrológicos, Gestão de Água, Poluição do Ar e das Águas (Altíssima Res.) Previsão do Clima Regional: Ts, Precipitação Ventos, etc Modelos Sócio-Econômicos Políticas Públicas Adaptado de J. Shukla, COLA/IGES

58 Previsão numérica do tempo
Equações: 2a. Lei de Newton Continuidade Termodinâmica Representação Solução:

59 TEMPO SITES INTERESSANTES: http://www.grec.iag.usp.br