VENTO O vento consiste na circulao no movimento

VENTO • O vento consiste na circulação, no movimento da • atmosfera. Em meteorologia, costuma-se dividir o vento em suas duas componentes: – Horizontal – Vertical • A intensidade da componente horizontal do • vento geralmente é muito maior que a vertical. A componente horizontal é representada por: – Intensidade (ou velocidade do vento) e – Direção/Sentido • A componente vertical normalmente está associada à estabilidade da atmosfera (ar quente sobe, ar frio desce)

VENTO • Atividade: – Desenhar a rosa dos ventos com 16 direções (colocar as siglas dos pontos cardeais, colaterais e subcolaterais).

Direção do vento O sentido do vento é indicado pela direção de onde o vento é proveniente, ou seja, de onde ele vem. O sentido é expresso tanto em termos da direção de onde ele provém como em termos do azimute, isto é, do ângulo que o vetor da direção forma com o Norte geográfico local. Assim, um vento de SE terá um ângulo de 135º. 0 o 337, 5 o Pontos: 22, 5 o 315 o 45 o 292, 5 o -cardeais, colaterais e sub-colaterais 67, 5 o 270 o 90 o 247, 5 o 112, 5 o 135 o 225 o 157, 5 o 202, 5 o 180 o QUADRANTES E OCTANTES

Intensidade • Atividade: – Conversão de unidades

Preencher a tabela abaixo:

Velocidade do vento

INTENSIDADE Escala de Vento de Beaufort Essa escala ajuda a interpretar os dados de velocidade máxima do vento (rajadas) medidos nas estações meteorológicas convencionais (a 10 m de altura) Grau Descrição Velocidade (km/h) 0 Calmaria 0– 2 1 Vento Calmo 2– 6 2 Brisa Amena 7 – 11 3 Brisa Leve 12 – 19 4 Brisa Moderada 20 – 29 5 Brisa Forte 30 – 39 6 Vento Forte 40 – 50 7 Vento Muito Forte 51 – 61 8 Vento Fortíssimo 62 – 74 9 Temporal 75 – 87 10 Temporal Forte 88 – 101 11 Temporal Muito Forte 102 - 117 12 Tornado, Furacão > 118

Grau Designação nós km/h m/s Aspecto do mar 0 Calmaria <1 <2 <1 Espelhado 1 Bafagem 1 a 3 2 a 6 1 a 2 Pequenas rugas na superfície do mar 2 Aragem 4 a 6 7 a 11 2 a 3 Ligeira ondulação sem rebentação 3 Fraco 7 a 10 13 a 19 4 a 5 Ondulação até 60 cm, com alguns carneiros 4 Moderado 11 a 16 20 a 30 6 a 8 Ondulação até 1. 5 m, carneiros frequentes 5 Fresco 17 a 21 31 a 39 9 a 11 Ondulação até 2. 5 m, muitos carneiros 6 Muito Fresco 22 a 27 41 a 50 11 a 14 Ondas grandes até 3. 5 m; borrifos 7 Forte 28 a 33 52 a 61 14 a 17 Mar revolto até 4. 5 m com espuma e borrifo 8 Muito Forte 34 a 40 63 a 74 17 a 21 Mar revolto até 7. 5 m com rebentação e faix 9 Duro 41 a 47 76 a 87 21 a 24 Mar revolto até 9 m; borrifos afectam visibili 10 Muito Duro 48 a 55 89 a 102 25 a 28 Mar revolto até 12 m; superfície do mar bran 11 Tempestade 56 a 63 104 a 117 29 a 32 Mar revolto até 14 m; pequenos navios sobe 12 Furacão >64 >119 Mar todo de espuma; visibilidade nula >33

Grau Designação nós km/h m/s Efeitos em terra 0 Calmaria <1 <2 <1 Fumaça sobe na vertical 1 Bafagem 1 a 3 2 a 6 1 a 2 Fumaça indica direcção do vento 2 Aragem 4 a 6 7 a 11 2 a 3 As folhas das árvores movem; os moinhos com 3 Fraco 7 a 10 13 a 19 4 a 5 As folhas agitam-se e as bandeiras desfraldam 4 Moderado 11 a 16 20 a 30 6 a 8 Poeira e pequenos papéis levantados; movem- 5 Fresco 17 a 21 31 a 39 9 a 11 Movimentação de árvores pequenas; superfície 6 Muito Fresco 22 a 27 41 a 50 11 a 14 Movem-se os ramos das árvores; dificuldade em 7 Forte 28 a 33 52 a 61 14 a 17 Movem-se as árvores grandes; dificuldade em a 8 Muito Forte 34 a 40 63 a 74 17 a 21 Quebram-se galhos de árvores; circulação de p 9 Duro 41 a 47 76 a 87 21 a 24 Danos em árvores; impossível andar contra o v 10 Muito Duro 48 a 55 89 a 102 25 a 28 Árvores arrancadas; danos na estrutura de con 11 Tempestade 56 a 63 104 a 117 29 a 32 Estragos abundantes em telhados e árvores 12 Furacão >64 >119 >33 Grandes estragos

Definição de vetor o Vetor É uma grandeza que possui • uma direção, • um sentido e do i t n • um módulo. Se lo ã ç e r Di u d Mó Representação de um vetor V=V Módulo de um vetor V = |V|

Vetor Representação V=V z (x, y, z) Componentes de V z V=(x, y, z) V O x x y y

Diagonal de um paralelepípedo D c a d b d 2 = a 2 + b 2 D 2 = d 2 + c 2 D 2 = a 2 + b 2 + c 2

Elementos que definem um Vetor Sentido de V z V=(x, y, z) z Módulo de V (tamanho) V O x V ã eç Dir |V| = V {x 2+y 2+z 2} x e od y Pr v n ojeç o p ão lan de ox y y Vetor V: • Sentido • Direção • Módulo

Versor z Versor é um vetor de módulo unitário: |u| = u = 1 u O x y

Versores das direções dos eixos cartesianos z i : Versor da direção x j : Versor da direção y k : Versor da direção z k i x O j y |i| 1 |j| 1 |k| 1

Representação de um Vetor relacionado com um Versor z V V=(x, y, z) z V = (xi , yj , zk ) V = xi + yj + zk V k u i x x O j y y

Enunciado: Num sistema cartesiano, desenhe os vetores seguintes: a = 2 i b = -3 j c = 3 i + 2 j d = -2 i + 3 j + 2 k a d z d b a x y O c

Observações da estação automática do INMET – Mirante de Santana • No internet Explorer • http: //www. inmet. gov. br/sonabra/maps/a utomaticas. php • Dados para os dias 28 de fevereiro a 01 de março de 2010.

Vetor vento • Decomposição em suas componentes: – Zonal – Meridional http: //mst. nerc. ac. uk/wind_vect_convs. html

http: //futebol. incubadora. fapesp. br/portal/conceitos/trigono

http: //feferraz. net/imgs/ciclo-trigonom_trico-site. gif

VENTO • Atividade: – Decompor o vento em suas componentes zonal e meridional

HL Vel (m/s) Direção 1 1 0 2 2 90 Atividade: Quais as componentes zonais e meridionais dos ventos às 01 e 02 HL?

Vetor vento • Direção • Velocidade • Vento médio: soma de vetores

Soma de vetores a) Módulo do vetor resultante: É dado pelo comprimento da diagonal indicada na figura. Portanto, v 2 = v 12 + v 22 + 2 v 1 v 2 cos γ , onde é o ângulo entre os dois vetores. b) Direção: Aquela da reta que contém a diagonal. c) Sentido: A partir do vértice formado pelos dois vetores.

Vetor vento • Decomposição em suas componentes: – Zonal – Meridional http: //mst. nerc. ac. uk/wind_vect_convs. html

Soma vetorial u S a v s=u+v s 2 = u 2 + v 2 + 2. u. v. cos a u = uxi + uyj + uzk V = vxi + vyj + vzk s = ( ux + v x ) i + ( uy + v y ) j + ( uz + v z ) k

Vento médio • Calcule o vento médio entre 1 e 2 HL.

Revisão • Quais as componentes zonal e meridional de um vento de norte de 3 m. s-1? • Quais as componentes zonal e meridional de um vento de oeste de 5 m. s-1?

O que faz o ar entrar em movimento?

Isacc Newton (1642 -1727) • 1ª. lei: Lei da inércia – objeto em repouso continua em repouso, objeto em movimento continua em movimento • 2ª. lei: (força) – Força causa aceleração (mudança na velocidade e/ou direção com o tempo) • Principais forças no sistema atmosférico: – – – Força do gradiente de pressão Força de Coriolis Fricção

Analogia com a água • Pressão exercida pela água ~ peso da água acima. • P na base de A > P na base de B. • Movimento de A para B • Quanto maior a diferença de P, maior a força

Gradiente Horizontal de Pressão • A mudança da pressão ao longo de uma certa distância é denominada de GRADIENTE DE PRESSÃO • Dado um campo horizontal de pressão (campo escalar), o vetor gradiente horizontal de pressão é dado por: • hp = ( p/ x, p/ y)

Gradiente horizontal de pressão • Calcule os gradientes horizontais de pressão dos esquemas ao lado: 100 km

Gradiente horizontal de pressão • Alta pressão/Baixa pressão • Isóbaras mostram a • • • 100 km variação horizontal da pressão Gradiente de pressão = diferença de pressão/distância Aponta para as altas pressões Quanto mais próximas as isóbaras, mais intenso o gradiente de pressão

Força do Gradiente horizontal de pressão • Aceleração do ar 100 km devido à diferença de pressão: • Fgp/m = -(1/ )* hp • Mesma direção do gradiente, mas com sentido oposto (perpendicular às isóbaras) • Fgpx/m= -(1/ )*( p/ x)

Força do Gradiente de Pressão

Força do Gradiente de Pressão • Vai da alta para baixa pressão Quanto mais próximas as isóbaras, maior o Gradiente de pressão Quanto maior o Gradiente de pressão, maior a força do gradiente de pressão Quanto maior a força do gradiente de pressão, mais intenso o vento

Força do Gradiente de pressão • Isóbaras próximas força do gradiente de pressão maior ventos mais fortes • Isóbaras mais espaçadas menor força do gradiente de pressão ventos mais fracos • Se apenas a força do gradiente de pressão atuasse, os ventos iriam direto de centros de alta para centros de baixa pressão…

Força de Coriolis

Atividade • Desenhe um círculo (o maior que couber na página) • Trace algumas linhas passando pelo centro do círculo (O) e outros • • círculos menores. Escolha um ponto de destino e marque-o como “B” Enquanto um colega gira o papel (sentido horário/anti-horário; simulando a rotação da Terra), trace uma reta entre a origem (O) e o ponto de destino “B”. • Escolha um novo ponto de origem B A “X” (fora do pólo) e um novo ponto de destino “Y”, com mesma “latitude” • Enquanto um colega gira o papel (sentido horário/anti-horário; simulando a rotação da Terra), trace uma reta entre a nova origem (X) e o ponto de destino “Y”.

Coriolis Force

Corriolis Force

Força de Coriolis • Força aparente devido à rotação da Terra, desvia para • • a direita no HN, para a esquerda no HS Analogia: Imagine tentando pegar uma bola num carrossel. Desvio aparence causado pela força de Coriolis. Proporcional à velocidade do objeto – Quanto mais forte o vento, maior o desvio. • VÍDEO

Força de Coriolis A Terra, quando vista de acima do PN, gira no sentido anti-horário. Imagine 3 pontos no HN todos na mesma longitude: A é o mais próximo ao equador e C é o mais próximo do PN. Cada ponto dá uma volta ao redor do eixo da Terra em um dia: A percorre a maior distância, portanto tem a maior velocidade. C percorre a menor distância, portanto, tem a menor velocidade. Agora considere o ar ACIMA destes pontos. Para uma parcela de ar em repouso, sua velocidade para um observador fora da Terra será a mesma da superfície abaixo dela, entretanto, sua velocidade para um observador NA superfície, será ZERO. Suponha agora, que no ponto B a pressão atmosférica comece a baixar, fazendo com que o ar dos pontos A e C se dirijam ao ponto B. Como a parcela de ar de C sai com velocidade menor do que a velocidade de deslocamento de B, ela tende a ir para a sua direita. A parcela de ar de A se move mais rapidamente do que a que estava em B, portanto, também tem seu movimento deslocado para sua direita. http: //www-istp. gsfc. nasa. gov/stargaze/Lrotfram. htm

Força de Coriolis • Vento sofre um desvio para a direita no • Hemisfério Norte e para a esquerda no Hemisfério SUL O desvio depende da: – – – Rotação da Terra Latitude (maior curvatura próximo aos pólos) Velocidade do objeto • Só é aplicável para GRANDES DIST NCIAS!!! – Não vale para tanques/pias/banheiras!!!

Força do Gradiente de pressão • Isóbaras próximas força do gradiente de pressão maior ventos mais fortes • Isóbaras mais espaçadas menor força do gradiente de pressão ventos mais fracos • Se apenas a força do gradiente de pressão atuasse, os ventos iriam direto de centros de alta para centros de baixa pressão…

Movimentos atmosféricos: Supondo que a Terra não girasse. . . • Aquecimento diferencial. . .

Os movimentos atmosféricos ocorrem em resposta à diferença de pressão entre duas regiões Isso faz com que a atmosfera seja mais expandida no equador e mais contraída nos pólos As diferenças de pressão devidas à incidência e absorção da radiação solar de maneira distinta entre duas regiões Na macro-escala, devido à posição relativa Terra-Sol, os raios solares são mais intensos e mais absorvidos na região Equatorial do que nos Pólos

Movimentos atmosféricos: Supondo que a Terra não girasse. . . Temperatura menor, Ar mais denso, Pressão maior • Transporte de energia do Equador para os pólos Temperatura maior, Ar menos denso, Pressão menor

Como a Terra gira. . . EM superfície EM altitude

Como a Terra gira. . . 3 células de circulação em cada hemisfério

Movimentos Atmosféricos

Na macro-escala, os ventos de superfície estão associados à circulação geral da atmosfera, a qual é resultado da ação das forças mencionadas anteriormente. Ventos de E Ventos de W Alísios de NE Alísios de SE Ventos de W Ventos de E ZCIT – Zona de convergência inter-tropical – elevação do ar quente e úmido, formando nuvens e chuvas convectivas ZCET – Zona de convergência extra-tropical – encontro do ar frio e seco do Pólos com o ar quente e úmido dos trópicos, formando os sistemas frontais frentes polares , que causam perturbações atmosféricas em larga escala

Compare o modelo teórico da Circulação Geral da Atmosfera e o que realmente ocorre. Veja que as duas condições são muito semelhantes. (a) Modelo teórico da circulação geral da atmosfera (b) Condição média observada da circulação geral da atmosfera

“Quebra" da distribuição zonal causada pela distribuição dos continentes.

Ciclones e Anticiclones Isóbaras Os ciclones e anticiclones formados na atmosfera são responsáveis pela mudança na direção dos ventos predominantes Os ciclones são centros de baixa pressão (L = Low). Os ventos convergem para esse centro pela força do gradiente de pressão e, em seu movimento, têm seu deslocamento desviado pela força de Coriolis (para a direita no HN e para a esquerda no HS) Os anticiclones são centros de alta pressão (H = High). Os ventos divergem desse centro devido à força do gradiente de pressão e, em seu movimento, têm seu deslocamento desviado pela força de Coriolis (para a direita no HN e para a esquerda no HS)

Vento de NE Vento de SW Vento de NW Vento de SE Vento de SW Vento de NE Vento de SE Vento de NW No seu deslocamento, os ciclones e os anticiclones promovem alteração na direção dos ventos.

“Quebra" da distribuição zonal causada pela distribuição dos continentes.

Como é o tempo nos centros de alta e baixa pressão?

Ciclones • Sistemas de baixa pressão na superfície • Ventos fortes • Movimentos ascendentes • Nebulosidade/Precipitação • Umidade relativa alta

Anticiclones • Sistemas de alta pressão na superfície • Sistemas de “bom tempo” • Movimento subsidente • Umidade relativa baixa • Céu limpo • Ventos leves • À noite, céu sem nuvens e ventos fracos favorecem formação de inversões térmicas próximas à superfície

Isóbaras ao nível do mar na Am. do Sul B Centro de Alta Pressão A Centro de Baixa Pressão

Circulações e Ventos Locais A circulação geral da atmosfera também se modifica acentuadamente tanto temporal como espacialmente, devido ao aquecimento diferenciado entre continentes e oceanos, configuração de encostas, sistemas orográficos e topografia, originando circulações e ventos “locais”. Brisas Terra-Mar Dia Brisa Maritima – ocorre durante o dia, quando o oceano encontra-se relativamente mais frio que o continente Noite Brisa Terrestre – ocorre durante a noite, quando o continente encontra-se relativamente mais frio que o oceano

Aquecimento diferencial da superfície – brisa marítima

Sugestão de exercícios preparatórios para a prova 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Qual a diferença entre tempo e clima? Qual a composição química da atmosfera atual? Descreva a estrutura vertical da atmosfera padrão, em termos de variação da temperatura com a altura. Equacione esta variação na troposfera. Quais são as camadas atmosféricas? Como é feita a conversão entre escalas de temperatura? Explique as estações do ano. Como são as trajetórias do sol nos equinócios e solstícios (no Equador e nos Trópicos)?

Sugestão de exercícios preparatórios para a prova 8. Descreva o procedimento para medir a temperatura de bulbo úmido e como esta medida é utilizada para se obter a umidade relativa do ar. 9. Descreva a variação média diurna da temperatura e umidade relativa do ar. 10. Qual a definição de pressão atmosférica? 11. Como a pressão varia com a altura? Como se faz a redução da pressão ao nível do mar usando a aproximação hidrostática? 12. Como a pressão varia ao se variar a temperatura numa coluna de ar?

Sugestão de exercícios preparatórios para a prova 13. Como a temperatura de ebulição varia com a pressão atmosférica? 14. Como é feita a decomposição do vento em meteorologia? 15. Explique a circulação geral da atmosfera. 16. Quais as forças que agem na atmosfera? De que forma elas atuam? 17. O que é um ciclone/anticiclone? Qual o tempo no centro de cada um destes sistemas? 18. Explique a circulação de brisa marítima e terrestre.