Cá estou outra vez, depois de uma semana de afastamento com outras tarefas estou  a publicar mais uma Aula de Dezembro de 2017 do Prof. J.M de Almeida Santos

E vamos falar de Atmosfera

Circulação Atmosférica

A circulação atmosférica global opera graças às diferenças de pressão e temperatura, bem como se organiza em células de deslocamento de ar.

A circulação atmosférica é responsável pelos ventos e pelos movimentos das massas de ar

A Circulação Atmosférica é o processo de movimentação do ar ou das massas de ar, ocasionado pelas diferenças de pressão e temperatura existentes na atmosfera terrestre.

O mecanismo básico desse fenómeno opera da seguinte forma: o ar mais frio é mais pesado e costuma descer, o ar quente é mais leve e costuma subir, o que propicia a movimentação e formação dos ventos. Além disso, essas movimentações de ar também ocorrem das zonas de alta pressão atmosférica (onde há uma maior quantidade de ar acumulada) para as zonas de baixa pressão atmosférica.

Dessa forma, se considerarmos que os raios solares atingem a Terra de forma diferenciada ao longo de sua extensão, é possível perceber a dinâmica da movimentação das massas de ar a nível global. Temos, assim, a formação das células atmosféricas, que se dividem em três: a célula Tropical, a célula de Ferrel e a célula Polar. Observe o esquema abaixo:

As elipses na figura representam a movimentação das massas de ar

A célula Tropical – também chamada de célula de Hadley – ocorre nas zonas de baixas latitudes, ou seja, nas regiões localizadas entre a Linha do Equador e os trópicos de câncer e de capricórnio.

Ela tem origem graças ao elevado aquecimento da região próxima à zona equatorial, que faz com que o ar suba e se desloque em direção aos trópicos, onde ele vai lentamente arrefecendo e, consequentemente, descendo e retornando ao equador, onde reinicia o ciclo.

A célula de Ferrel ocorre nas zonas de médias latitudes, caracterizando um movimento dos ventos que ocorrem próximos da superfície em direção aos pólos. Nesse processo, as massas de vão arrefecendo e subindo, retornando para o seu local de origem e completando o ciclo.

Por fim, a célula Polar ocorre nas zonas de altas latitudes, mais próximas dos pólos. As massas de ar oriundas das outras células, ao chegarem aos pólos, ficam carregadas de humidade e sofrem uma brusca queda de temperatura, dispersando-se, assim, para as regiões tropicais, provocando a ocorrência de fenómenos climáticos associados ao frio e à elevada humidade.

Como podemos notar, a dinâmica da circulação das massas de ar, associada a outros factores como as oscilações das temperaturas dos oceanos, é responsável por desencadear uma série de fenómenos climáticos sobre as mais diversas regiões do globo terrestre.

Camadas da Atmosfera

Quais são, características, temperaturas, estratosfera, exosfera, mesosfera, termosfera e troposfera

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Camadas da Atmosfera

 

Troposfera

É a camada da atmosfera em que vivemos e respiramos. Ela vai do nível do mar até 12 km de altura. É nesta camada que ocorrem os fenómenos climáticos (chuvas, formação de nuvens, relâmpagos). É também na troposfera que ocorre a poluição do ar. Os aviões de transporte de cargas e passageiros voam nesta camada.
As temperaturas nesta camada podem variar de 40°C até –60°C. Quanto maior a altitude menor a temperatura.

Estratosfera

Esta camada ocupa uma faixa que vai do fim da troposfera (12 km de altura) até 50 km acima do solo. As temperaturas variam de –5°C a –70°C. Na estratosfera localiza-se a camada de ozónio, que funciona como uma espécie de filtro natural do planeta Terra, protegendo-a dos raios ultravioletas do Sol. Aviões supersónicos e balões de medição climática podem atingir esta camada.

Mesosfera

Esta camada tem início no final da estratosfera e vai até 80 km acima do solo. A temperatura na mesosfera varia entre –10°C até –100°C . A temperatura é extremamente fria, pois não há gases ou nuvens capazes de absorver a energia solar. Nesta camada ocorre o fenómeno da aeroluminescência.

Termosfera

Tem início no final da mesosfera e vai até 500 km do solo. É a camada atmosférica mais extensa. É uma camada que atinge altas temperaturas, pois nela há oxigénio atómico, gás que absorve a energia solar em grande quantidade. As temperaturas na termosfera podem atingir os 1.000°C.

Exosfera

É a camada que antecede o espaço sideral. Vai do final da termosfera até 800 km do solo. Nesta camada as partículas se desprendem da gravidade do planeta Terra. As temperaturas podem atingir 1.000°C. É formada basicamente por metade de gás hélio e metade de hidrogénio.
Na exosfera ocorre o fenómeno da aurora boreal e também permanecem os satélites de transmissão de informações e também telescópios espaciais.

Zona de convergência intertropical

As nuvens associadas à Zona de Convergência Intertropical formam uma linha através do Oceano Pacífico Oriental à altura da América Central.

Imagem infravermelho do satélite GOES 14 mostrando a zona de convergência intertropical.

Posição média da Zona de Convergência Intertropical nos meses de Julho (vermelho) e Janeiro (azul).

Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) ou ITCZ, em inglês (Intertropical Convergence Zone), é a área que circunda a Terra, próxima ao equador, onde os ventos originários dos hemisférios norte e sul se encontram.

A ZCIT era inicialmente chamada, entre os anos 1920 e 1940, de Frente Intertropical (FIT), mas, com o reconhecimento, nos anos 1940 e 1950, da relevância da convergência de ventos para a determinação do clima tropical, o termo ZCIT passou a ser aplicado.

Onde a ZCIT se junta à circulação de monção, ela é chamada de cavado de monção, termo de uso mais comum na Austrália e em algumas regiões da Ásia. Os primeiros marinheiros deram a este cinturão de calma o nome de doldrums (literalmente, desânimo), por causa da inactividade e estagnação em que eles ficavam após dias sem ventos. Permanecer numa calmaria nesta região, num clima quente e abafado, poderia significar a morte numa época em que o vento era o único propulsor eficiente para os navios no oceano. Mesmo hoje, marinheiros em barcos de lazer ou de competição procuram cruzar a região o mais rápido possível, pois o clima errático e os padrões de vento podem causar atrasos indesejados.

A ZCIT se apresenta como uma faixa de nuvens com grande desenvolvimento vertical (Cb – Cumulonimbus), de 3 a 5 graus de largura, frequentemente de tempestades, que circunda o globo próximo ao equador. No hemisfério norte, os ventos alísios se movem de nordeste para sudoeste, enquanto no hemisfério sul eles vão de sudeste para noroeste. Quando a ZCIT está posicionada ao norte ou ao sul do equador, essas direcções variam conforme a força de Coriolis, provocada pela rotação da Terra. Por exemplo, quando a ZCIT está ao norte do equador, o vento alísio de sudeste muda para sudoeste quando cruza o equador.

Estas nuvens agrupam-se, também, em formação denominada “aglomerados”, que se caracterizam pelo transporte de calor da superfície.

A ZCIT é formada pelo movimento vertical em grande parte derivado da atividade convectiva de tempestades provocadas pelo aquecimento solar, as quais efetivamente sugam o ar; esses são os ventos alísios. A ZCIT é na verdade um marcador do trecho ascendente da célula de Hadley, e é úmida. O trecho seco descendente é o cinturão subtropical de alta pressão (em inglês, horse latitudes).

A localização da zona de convergência intertropical varia com o tempo. A marcha anual da ZCIT tem, aproximadamente, o período de um ano, alcançando sua posição mais ao norte durante o verão do Hemisfério Norte, e a sua posição mais ao sul durante o mês de abril. Sobre a terra, ela se move de um lado para o outro do equador, seguindo o ponto zenital do Sol. Sobre o oceano, onde a zona de convergência é mais bem definida, o ciclo sazonal é mais sutil, na medida em que a convecção é determinada pela distribuição das temperaturas do oceano.

Na área do Oceano Índico, a máxima nebulosidade associada com a ZCIT move-se para norte, na parte leste, no mês de maio. Entre junho e agosto, a máxima nebulosidade cobre a região de monção de verão da Ásia, mas de setembro em diante ela se move para sul, para a posição perto do Equador.

Algumas vezes, uma ZCIT dupla é formada, uma ao norte e outra ao sul do equador. Quando isto acontece, forma-se uma crista estreita de alta pressão entre as duas zonas de convergência, uma das quais normalmente mais forte do que a outra.

Devido à sua estrutura física, a ZCIT tem se mostrado decisiva na caracterização das diferentes condições de tempo e de clima em diversas áreas da Região Tropical. Sua influência sobre a precipitação nos continentes africano, americano e asiático tem sido aceita e mostrada em vários trabalhos como Hastenrath e Heller (1977), Lam (1978), Silkka e Gadgil (1985), entre outros. No caso especifico do norte do nordeste brasileiro, Uvo (1989) apresenta um estudo bem detalhado da ZCIT e sua importância nas precipitações no setor norte do nordeste do Brasil.

Zona de Convergência do Pacífico Sul

A Zona de Convergência do Pacífico Sul (ZCPS) é um cavado orientado ao reverso, alinhado de oés-noroeste para lés-sueste, estendendo-se das áreas quentes do Pacífico ocidental para sueste, em direção à Polinésia Francesa. Ela se posiciona um pouco ao sul do equador durante a estação quente no hemisfério sul, mas pode ter natureza mais extratropical, especialmente a leste da Linha Internacional de Data. Ela é considerada a maior e mais importante parte da ZCIT e tem menor dependência do aquecimento por massas de terras próximas durante o verão do que qualquer outra parte do cavado de monção.

A ZCIT do sul, no Pacífico sul e no Atlântico sul, ocorre durante o outono do hemisfério sul, entre os paralelos 3° e 10° a sul do equador, a leste do meridiano 140 de longitude oeste, durante as fases fria e neutra da Oscilação Sul-El Niño (OSEN). Quando a OSEN atinge a sua fase quente (chamada El Niño), desaparece a área de baixas temperaturas da superfície do mar devida à ressurgência ao largo do continente sul-americano, o que faz com que esta zona de convergência também desapareça.

Efeitos no clima

A ZCIT se move para mais distante do equador durante o verão no hemisfério norte do que no sul, devido ao mais denso arranjo de continentes no norte.

Variações na localização da zona de convergência intertropical afetam drasticamente o volume de chuvas em muitos países equatoriais, influenciando as temporadas secas e úmidas dos trópicos mais do que as estações frias e quentes das latitudes maiores. Mudanças duradouras na ZCIT podem resultar em secas severas ou inundações nas áreas próximas.

Um bom índice de chuva nos trópicos e, consequentemente, a posição da ZCIT, é obtido através da Radiação de Ondas Longas (ROL) sendo que os valores baixos de ROL indicam nuvens com grande desenvolvimento vertical e forte precipitação,.

Em alguns casos, a ZCIT pode ficar estreita, principalmente quando ela se distancia do equador; neste caso, a ZCIT pode ser interpretada como uma frente ao longo da fronteira do ar equatorial. Parece haver um ciclo de 15-25 dias na atividade das tempestades ao longo da ZCIT, o que é cerca de metade do comprimento de onda da Oscilação Madden-Julian.

Dentro da ZCIT os ventos, em média, são ligeiros, diferentemente das zonas a norte e sul do equador, onde os ventos alísios se alimentam.

Papel na formação de ciclones tropicais

A ciclogênese tropical depende da vorticidade de baixo nível (próxima à superfície) como um dos seus seis requisitos, e a ZCIT preenche este papel por ser uma região de mudança de direção e velocidade dos ventos, também chamada de cisalhamento horizontal do vento (em inglês, horizontal wind shear). Como a ZCIT migra para mais de 500 km do equador durante o respectivo verão no hemisfério, a crescente força de Coriolis torna mais provável a formação de ciclones tropicais dentro desta zona. Nos oceanos Atlântico norte e Pacífico nordeste, ondas tropicais se movem ao longo do eixo da ZCIT, causando o aumento da atividade de tempestades e, sob cisalhamento vertical fraco de ventos, esses aglomerados de tempestades podem se tornar ciclones tropicais.

Riscos

Alguns especialistas em aviação propõem que a zona de convergência intertropical pode ter tido um papel importante na queda do voo Air France 447 que deixou o Aeroporto Internacional do Rio de Janeiro no domingo, 31 de maio de 2009, às 19 horas, e deveria aterrissar no Aeroporto Roissy Charles de Gaulle, em Paris, na segunda-feira, 1 de junho de 2009, às 11:15 horas. A aeronave caiu sem sobreviventes quando voava através de uma série de tempestades da ZCIT e o gelo que se formou rapidamente nos sensores de velocidade, foi a causa.