A “água” na Atmosfera.

Apresentação em tema: "A “água” na Atmosfera."— Transcrição da apresentação:

1 A “água” na Atmosfera

2 A “ÁGUA” na Atmosfera A Importância da água
Formas de quantificar o vapor Saturação Orvalho, Geada e Nevoeiro Nuvens e Precipitação

3 INTRODUÇÃO Importância da Água Fases da água e mudanças de fase
O Ciclo Hidrológico

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5 O átomo de hidrogênio parcialmente exposto de uma molécula
é atraído pelo átomo de oxigênio negativo de outra molécula. Como os átomos de cada molécula de água são separados por um ângulo de 105°, a união de vários bilhões de moléculas produzem um cristal de gelo de forma hexagonal. Na atmosfera, muitos cristais de gelo podem se juntar para formar um floco de neve.

6 O CICLO HIDROLÓGICO

7 FORMAS DE QUANTIFICAR O VAPOR D’ÁGUA NA ATMOSFERA
Umidade Absoluta Umidade Específica Razão de Mistura Saturação Pressão de Vapor Pressão de Saturação Umidade Relativa

8 O conteúdo de vapor d’água, ou umidade, dentro de uma parcela de ar pode ser expresso de diversas maneiras.

9 UMIDADE ABSOLUTA ( = mv / V )
Com a mesma quantidade de vapor d’água em uma parcela, um aumento no volume diminui a umidade absoluta, enquanto que um decréscimo no volume aumenta a umidade absoluta

10 UMIDADE ESPECÍFICA ( = mv / m )
A umidade específica não se altera para uma parcela de ar que sobe ou desce sem se misturar com seu “ambiente”

11 RAZÃO DE MISTURA DE VAPOR
( = mv / md ) Razão entre a massa de vapor em uma parcela de ar, (dividida) e a massa de ar “seco” (todos os outros gases, menos o vapor) Na atmosfera a razão de mistura de vapor e a umidade específica são aproximadamente iguais

12 só depende da temperatura do ar.
“SATURAÇÃO” Em ambos recipientes a água está evaporando e condensando constantemente. No caso do recipiente “A” mais moléculas de água estão evaporando do que condensando. Quando a evaporação e a condensação estão em balanço (recipiente “B”), o ar acima do liquido está “saturado”. O grau de saturação (representado, por exemplo, pela massa de vapor ou pela pressão parcial de vapor) só depende da temperatura do ar.

13 PRESSÃO DE VAPOR DE SATURAÇÃO PARA VÁRIAS TEMPERATURAS

14 RAZÃO DE MISTURA DE SATURAÇÃO PARA VÁRIAS TEMPERATURAS

15 UMIDADE RELATIVA Razão (em porcentagem) entre a “massa de vapor d’ água existente no ar, dividida pela massa de vapor de saturação aquela temperatura” ou Razão (em porcentagem) entre a “pressão parcial de vapor d’ água existente no ar, dividida pela pressão parcial de saturação aquela temperatura”

16 A umidade relativa do ar muda se: A quantidade de vapor mudar
COMO PODE VARIAR A UMIDADE RELATIVA? A umidade relativa do ar muda se: A quantidade de vapor mudar A temperatura do ar mudar

17 VARIAÇÃO DIURNA DA TEMPERATURA E DA UMIDADE RELATIVA (quando não há mudança na quantidade de vapor na atmosfera) Quando o ar é frio (pela manhã), a umidade relativa é alta. Quando o ar está quente (à tarde) a umidade relativa é baixa. Essas condições acontecem quando o tempo está bom e o ar está com ventos bem fracos ou constantes.

18 UMIDADE ESPECÍFICA PRÓXIMA À SUPERFÍCIE (media anual)

19 MÉDIA ANUAL PARA CADA LATITUDE
UMIDADE ESPECÍFICA MÉDIA ANUAL PARA CADA LATITUDE Os maiores valores médios são observados na região tropical e os mais baixos valores nas regiões polares

20 MÉDIA ANUAL PARA CADA LATITUDE
UMIDADE RELATIVA MÉDIA ANUAL PARA CADA LATITUDE Nas regiões tropicais e polares a umidade relativa é alta. Nas regiões sub-tropicais é baixa.

21 PSICRÔMETRO INSTRUMENTOS PARA “MEDIR” A UMIDADE RELATIVA
(TERMOMETRO DE BULBO SECO E TERMOMETRO DE BULBO UMIDO)

22 HIGRÓGRAFO de cabelo .

23 Orvalho, Geada e Nevoeiros
TEMPERATURA DO PONTO DE ORVALHO: “temperatura que uma parcela de ar deve ser resfriada até se tornar saturada”

24 FORMAÇÃO DO ORVALHO O orvalho se forma em noites sem claras (sem nuvens) e calmas (sem ventos) quando os objetos na superfície (e o ar em contato com eles) se esfria até uma temperatura abaixo da temperatura do ponto de orvalho. Se a temperatura do ponto de orvalho for menor que 0°C, ou se o ar continua esfriando abaixo dessa temperatura, se forma a geada.

25 Em alguns lugares da Terra o orvalho é primordial para a sobrevivência
(animal e vegetal)

26 NUCLEOS DE CONDENSAÇÃO
A atmosfera contém partículas sólidas (“aerossóis”) e boa parte deles se comportam como “ núcleos de condensação”, onde o vapor d’ água tem maior facilidade de se condensar. (às vezes até quando a UR um pouco abaixo de 100%)

27 TAMANHOS CARACTERÍSTICOS E CONCENTRAÇÕES DE NUCLEOS DE CONDENSAÇÃO E GOTÍCULAS DE NUVENS

28 EXEMPLOS DE FORMAÇÃO DE NEVOEIROS
A umidade relativa alta do ar frio sobre um lago pode causar a formação de uma bruma (gotículas de ar em suspensão) em uma manhã de primavera calma;

29 EXEMPLOS DE FORMAÇÃO DE NEVOEIROS
“NEVOEIRO de RADIAÇÃO” no fundo de vales (em noites sem nuvens e sem ventos)

30 “NEVOEIRO de ADVECÇÃO”
EXEMPLOS DE FORMAÇÃO DE NEVOEIROS “NEVOEIRO de ADVECÇÃO” Ocorre quando uma massa de ar quente e úmida se mistura com ar frio e seco

31 EXEMPLOS DE MISTURA DE AR COM DIFERENTES PROPRIEDADES FORMANDO NEVOEIRO
.

32 NUVENS e PRECIPITAÇÃO Processo de Formação de Nuvens
Tipos e Classificação de Nuvens Tipos de precipitação Processos de formação da precipitação Instrumentos de medidas de precipitação

33 PRINCIPAL MECANISMO DE FORMAÇÃO DE NUVENS CONVECTIVAS (CUMULUS)
As nuvens convectivas (do tipo cumulus) se forma quando “bolhas” invisíveis (térmicas) de ar quente flutuam a partir da superfície, e sobem esfriando até atingir um “nível de condensação”. Abaixo e dentro nas nuvens o ar sobe. Ao redor, o ar desce.

34 TAXA de ESFRIAMENTO (↑) ou AQUECIMENTO (↓)
de UMA PARCELA DE AR EM MOVIMENTO VERTICAL NA ATMOSFERA “LAPSE-RATE” adiabático seco: Quando ar sobe, se expande e esfria a uma taxa de 10°C por Km. Quando o ar desce, se comprime e aquece a uma taxa de 10°C por Km.

35 - quanto mais úmido o ar, mais baixo é NC.
A altura do “nível de condensação” (NC), que é a altura da base das nuvens convectivas depende da temperatura e da quantidade de vapor: - quanto mais quente o ar, mais alta é o NC; - quanto mais úmido o ar, mais baixo é NC. Longe Perto do litoral Próximo ao litoral, onde o ar é úmido, as bases das nuvens convectivas são mais baixas que em regiões mais internas ao continente.

36 OUTROS FORMAS DE ASCENSÃO DO AR
QUE PODEM PROVOCAR A FORMAÇÃO DE NUVENS Ascensão forçada sobre barreiras topográficas . Convergência do ar em superfície Ascensão forçada ao longo de frentes

37 Regiões a sotavento de cadeias montanhosas
ASCENSÃO OROGRÁFICA, DESENVOLVIMENTO DE NUVENS E “SOMBRA DE CHUVA” (RAIN SHADOW) barlavento sotavento Regiões a sotavento de cadeias montanhosas são mais áridas que as área a barlavento

38 Cadeias de montanhas pode também provocar a formação de “nuvens lenticulares”
. .

39 OS QUATRO GRUPOS PRINCIPAIS DE NUVENS E SEUS TIPOS
Nuvens altas Nuvens baixas Nuvens médias Nuvens com desenvolvimento vertical

40 Ilustração dos tipos básicos de nuvens, baseado na altura acima da superfície e no desenvolvimento vertical

41 ALTURA APROXIMADA DAS BASES DAS NUVENS ACIMA DA SUPERFÍCIE PARA VÁRIAS REGIÕES

42 NUVENS ALTAS cirrus cirrostratus cirrocumulus
cirrus spissatus cumulogenitus

43 NUVENS MEDIAS altostratus altocumulus

44 NUVENS BAIXAS stratus cumulus stratocumulus

45 NUVENS COM DESENVOLVIMENTO VERTICAL
cumulonimbus Cumulus congestus

46 PRECIPITAÇÃO Tipos Formação Instrumentos de medidas

47 O que diferencia uma “gotícula” de nuvem e uma “gota” de chuva?
Velocidade terminal tamanho relativo

48 Processos de transformação (crescimento) de gotículas de nuvem em gotas de chuva
Uma gotícula de nuvem subindo e descendo em uma nuvem cumulus pode crescer por colisão e coalescência e acabar caindo através da base da nuvem como ma grande gota de chuva

49 Em nuvens cumulonimbus a chuva se forma pela interação entre as gotículas de água da nuvem e cristais de gelo

50 Formas de cristais de gelo que se formam nas diversas temperaturas
FORMAS BÁSICAS Formas de cristais de gelo que se formam nas diversas temperaturas

51 FORMAS DE PRECIPITAÇÃO QUE CHEGAM NA SUPERFÍCIE, EM FUNÇÃO DO PERFIL VERTICAL DE TEMPERATURA

52 PROCESSO DE FORMAÇÃO DO GRANIZO (hail)
Fortes correntes ascendentes nos cumulunimbus mantém as partículas de gelo suspensas dentro da nuvem. As partículas de gelo colidem com gotículas de água super-resfriadas, que se congelam em contato com o gelo. Subindo e descendo varias vezes, as partículas de gelo vão crescendo até se tornarem pesadas e grandes o suficiente para atingir o solo como granizo.

53 ESTIMATIVA DE PRECIPITAÇÃO OBSERVADA
Pluviômetros

54 PLUVIÔMETRO

55 PLUVIOGRAFO AUTOMÁTICO
Cada vez que o vaso basculante é enchido com uma certa quantidade de chuva, ele manda um sinal elétrico ao registrador.

56 RADAR METEOROLÓGICO

57 ALGUMAS LIMITAÇÕES DO RADAR METEOROLÓGICO

58 SATELITES