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Meteorologia e OceanografiaUsurio Navegante
Captulo V
Sistemas Sinticos
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Sistemas Sinticos
Propsito:Processo de formao de frentes, expondo sobre
tipos de frentes; eA circulao do ar e a nebulosidade na
aproximao das frentes;Passagens das massas de ar:Frentes frias;
Frentes quentes;Frentes oclusas;Frentes estacionrias.
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Consideraes Iniciais
Alteraes nas condies de tempo e mar que podemafetar a navegao:
Mudana na direo e intensidade do vento;
Formao de ondas;Variaes na presso e temperatura do ar;
Formao de nuvens;
Ocorrncia de precipitao;
Reduo de visibilidade.
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O escoamento zonal padro caracterstico daslatitudes mdias em ambos os hemisfrios (30 N a 60N e 30 S a 60 S), apresenta ventos de W (Figura 1 a eb).
FIGURA 1 (a e b): ESCOAMENTO ZONALNas latitudes mdias em altos nveis, os ventos de oeste apresentam um
escoamento zonal padro, praticamente de oeste para leste, devido fracacomponente meridional (norte-sul).
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Periodicamente este escoamento horizontal ondulano sentido meridional, desencadeando aformao de cristas e cavados (Figura 2 a e b).
FIGURA 2 (a e b): ESCOAMENTO ZONALNas latitudes mdias, o escoamento zonal, em altos nveis, na media e altatroposfera, quando sofre perturbao meteorolgica suficientemente
moderada para incrementar sua componente meridional, apresenta ventosde oeste que fluem num padro de cristas e cavados de ondas. Os cavados
associados a centros de baixa (B), e as cristas a centros de alta (A).
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A intensificao da componente meridional dessaondulao proporciona o transporte de massa de arfria para regies mais quentes e deslocamento de
massa de ar quente para regies mais frias(Figura 3 a e b).
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FIGURA 3 (A E B): ESCOAMENTO ZONALNas latitudes mdias os ventos de oeste apresentam um fluxo meridional
padro, em altos nveis, quando os ventos de oeste para leste tm umaforte componente meridional. Nesta situao observa-se o vento denoroeste (NW), no HN, (figura a), e ventos de sudoeste (SW), no HS
(figura b), associados ao cavado, trazendo ar frio das latitudes maiorespara as latitudes menores. Na continuidade do escoamento observam-seventos de sudoeste (SW), no HN (figura a), e ventos de noroeste (NW),no HS, (figura b), associados crista, transportando ar quente daslatitudes menores para as latitudes maiores. Este transporte de massas sear frias e quentes que desencadeiam o processo de formao de frentes
frias e quentes respectivamente, em ambos os hemisfrios.
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Tal circulao do escoamento zonal propicia aocorrncia de frentes fria e quente.A continuidade dessa circulao, no estgio de
dissipao, resulta a presena de centros de altas abaixa presso desprendida, Figura 4 (a e b), voltando circulao geral ao escoamento zonal padro, atnova perturbao meteorolgica.
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FIGURA 4 (a e b):ESCOAMENTO ZONALNos altos nveis, os ventos de
oeste de latitudes mdias, algumasvezes apresentam padro de fluxo
meridional extremo no qual acirculao principal oeste-leste
rompida por um avanoacentuado em redemoinho. Aevoluo desses transportes de
massas de ar fria e quente atingeestagio de dissipao das frentes,enquanto que os ventos de oeste
retornam ao seu padro de
escoamento zonal.
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MASSAS DE AR E FRENTESDenomina-se massa de ar, uma grande quantidade de ar,
cobrindo uma extensa regio, que normalmente se
caracteriza por sua temperatura horizontal, alm deoutros parmetros como umidade.A fronteira entre as massas de ar quente e a frias, denomina-
se superfcie frontal, que onde se observam as grandesalteraes do estado do tempo.Essa superfcie frontal se estende da superfcie at os
elevados nveis de altitude.
A linha que a representa na superfcie do solo e do oceanodenomina-se frente.Ento para o observador que normalmente est na superfcie,
frente significa a linha de separao entre duas massas de
ar (Figura 5).
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FIGURA 5: MASSAS DE AR
No encontro de duas massas de ar de caractersticas diferentes(frias e quentes) identifica-se a superfcie que delimita essas
massas. A interceptao dessa superfcie, denominada superfciefrontal com o solo ou o oceano, uma linha conhecida como
frente.
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Numa situao de equilbrio de escoamento zonal, asmassas de ar no apresentam deslocamentos emlatitude, ficando determinada regio sujeita s
caractersticas da temperatura da massa de ar presente,sem sensveis alteraes nas condies do tempo,Figura 6 (a e b).
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FIGURA 6 (a e b): ESCOAMENTO ZONALNas latitudes medias no HN (figura a), e no HS (figura b), oescoamento zonal padro, sem perturbao meteorolgica, apresenta ar
frio nas latitudes maiores e ar quente nas latitudes menores. Estesventos superfcie sopram em direo paralela como uma frente
estacionaria.
Escoamento zonal
Hemisfrio Norte =>
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Quando esse equilbrio rompido, ocorre aformao de frentes fria e quente, Figura 7 (a e b) eFigura 8 (a e b).
FIGURA 7(a e b): ESCOAMENTO ZONAL
Nas latitudes medias no HN (figura a), e no HS (figura b), oescoamento zonal com fraca perturbao meteorolgica, apresenta
ventos de oeste com componente meridional suficiente paradesencadear a formao de cristas (linhas vermelhas) e cavados
(linhas azuis).
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FIGURA 8 (a e b): CIRCULAO DOS CAVADOSNas latitudes medias no HN (figura a), e no HS (figura b), o escoamento
zonal com forte componente meridional no cavado apresenta nacirculao da massa de ar frio ventosde NW no HN, e de ventosde SW noHS, enquanto que a massa de ar quente apresenta ventosde SW no HN e
de ventosNWno HS. Observa-se a formao de um centro de baixapresso no ponto de inflexo da circulao ciclnica do cavado.
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Entretanto, com o deslocamento da massa fria, o arquente da massa quente ser forado a ceder oespao para o ar frio que est chegando (Figura 9).
FIGURA 9: MASSAS DE AR
Separadas pela superfcie frontal (linha vermelha), observa-se massas de arde densidades diferentes. A massa de ar menos densa (ar quente) temmovimento ascendente ao longo da rampa formada pela inclinao da
superfcie frontal, enquanto a massa de ar mais densa (ar frio) permanecejunto superfcie. O deslocamento das massas devido aosgradientes
horizontais de temperatura e de presso.
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Residem nessa sada forada do ar quente, as grandesalteraes do estado do tempo na regio em questo. O ar friose desloca junto superfcie e aos baixos nveis, por ser maisfrio e, portanto mais denso.O ar quente por se menos denso forado a subir em seu
deslocamento, se afastando da regio. Este escoamento do arquente em forma de correntes de ar ascendentes provocaodesenvolvimento de atividades convectivas.Percebe-se, ento, que a intensidade do processo convectivo
vai depender se a subida do ar quente ocorre de formasuave ou acentuada, ou seja, vai depender da inclinao dasuperfcie frontal, uma vez que por esta rampa inclinada
que o ar quente forado a subir (Figura 10), concentrando-seao longo da superfcie frontal a nebulosidade formada (Figura11), e, superfcie, observa-se uma regio frontal associada aum centro de baixa presso, favorecendo a instabilidade da
regio.
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Frente Quente Frente FriaFIGURA 10 (a e b): FRENTES QUENTES E FRIAS
Na frente quente (figura a) a massa de ar quente avana, aopasso que a massa de ar frio recua. Como as massas de ar quentes
so menos densas, alem de avanar, ela ascende ao longo dasuperfcie frontal de suave inclinao.
Na frente fria (figura b) a massa de ar fria avana, ao passo quea massa de ar quente ascende ao longo da superfcie frontal de
acentuada inclinao.
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FIGURA 11 (a e b): INCLINAO DA SUPERFICIEFRONTAL
O navegante pode observar ocorrncias de nebulosidades distintasnas frentes e quentes, devido a diferena de inclinao da superfciefrontal. Na frente fria a acentuada inclinao favorece o movimento
convectivo e nebulosidade numa estreita faixa, ao passo que na frentequente essa inclinao suave com nebulosidade ao longo de uma
extensa faixa.
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Como a frente significa a separao das massas de ar,o navegante observar, aps a passagem da frente, pelasua rea, significativa mudana no regime do vento, almde alterao de temperatura do ar e da pressoatmosfrica.
Esses aspectos indicam ao navegante a passagem da
frente.As frentes frias, normalmente, se originam na faixa
localizada a ~ 50a qual delimita as altas e mdiaslatitudes e se deslocam na direo das baixas latitudes,influenciando o estado do tempo das regies atingidas.
No litoral do Brasil, o navegante observa com maisfreqncia os efeitos de frentes frias na costa Sul,
Sudeste e Leste at a regio de Salvador (~130).
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Frentes Frias
A formao de uma frente fria, normalmente, est
associada formao de uma regio de baixa pressona juno das reas onduladas da frente fria e dafrente quente.Nessa regio de depresso a circulao ciclnica
intensificada.A frente fria, nesse trecho move-se maisrpida que a frente quente. As duas frentes sejuntam nessa regio, no processo denominado
ocluso. No momento em que a ocluso se inicia, acirculao ciclnica est com sua intensidade mxima. medida que a ocluso continua avanando a circulao
ciclnica nessa regio diminui e, conseqentemente, a
rea de baixa presso se enfraquece.
O i f l fi i l d i d
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O movimento frontal fica mais lento, reduzindo aondulao e tornando-se outra vez uma simples frenteestacionria, em equilbrio, como visto na Figura 6,
enquanto o centro de baixa presso desaparece.Uma frente fria apresenta acentuada inclinao dasuperfcie frontal, resultando em intensa atividadeconvectiva, em estreita faixa de nebulosidade ao longo da
frente.
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FIGURA 12: CIRCULAO DO AR NA FRENTE FRIA (HN)O navegante observa que os ventos na superfcie tm direes distintasantes e depois da frente. Na frente fria o ar frio sopra na direo da
frente, enquanto que o ar quente sopra na direo paralela a frente,ao mesmo tempo em que tem movimento ascendente, resultando em
nuvens e precipitaes limitadas a uma estreita faixa adiante da frente, parafacilitar a clareza da figura, a seo vertical apresenta medidas
consideravelmente exageradas.
HN
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FIGURA 13: NEBULOSIDADE NA FRENTE FRIAA frente fria tem como caracterstica acentuada inclinao dasuperfcie frontal, propiciando intenso movimento convectivo
do ar quente e mido que, ao atingir o nvel de condensao e atemperatura do ponto de orvalho, inicia a formao de nuvensde desenvolvimento vertical (Cb), resultando, ao longo de toda
extenso da frente fria, uma estreita faixa repleta deconglomerados de cumulonimbus.
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Na aproximao da frente fria
a. a presso do ar cai;b. a temperatura do ar aumenta;
c. o vento predominante sopra no HS do quadrante
norte, normalmente NW ou N, e no HN de SWou S;
d. a nebulosidade aumenta com surgimento no
horizontal de topo de Cumulonimbus, ou seja,nuvens Cirrus, tipo em garras ou rabo de galo.
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HN HSFIGURA 14 (a e b): CIRCULAO DO AR NAS FRENTES QUENTES
E FRIASOs ventos a superfcies nas frentes frias e quentes e no centro de baixa
apresentam circulao ciclnica e no sentido anti-horrio no HN (figura a) e nosentido horrio no HS (figura b). Ento, o navegante observa que por ocasio dapassagem da frente fria o vento ronda de SW para NW, no HN (figura a), e rondade NW para SW, no HS (figura b), enquanto que na passagem da frente quente ovento ronda de SE para SW no HN (figura a); e ronda de NE para NW, no HS
(figura b).
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Aps a passagem da frente friaa. a presso atmosfrica aumenta;
b. a temperatura do ar cai;c. a direo do vento predominante no HS do
quadrante sul, normalmente SW, e no HN de
NW;d. A visibilidade reduz durantes s pancadas de
chuvas (precipitao) e;
e. observa-se trovoadas.
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Quando o deslocamento da frente fria lenta, as
mudanas no ocorrem to abruptamente, mas simlenta e gradualmente, formando nuvens estratiformes
que ocasionam precipitao contnua e persistente.Da mesma forma quando a massa de ar quente
muito seca, no se observa nebulosidade, estando o
mau tempo relacionado apenas a ventos fortes.
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FRENTE QUENTEA formao de frente quente ocorre quando h
substituio do ar frio pelo ar quente superfcie dosolo ou do oceano;Uma frente quente apresenta suave inclinao da
superfcie frontal, resultando em fraca atividadeconvectiva, em larga faixa de nebulosidade ao longoda frente (Figuras 15 e 16).
Observa-se a seguinte variao dos parmetrosmeteorolgicos.
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FIGURA 15: CIRCULAO DO AR NA FRENTE
QUENTE (HN)Na frente quente o ar quente sopra na direo da frente, ao
mesmo tempo em que ascende suavemente, enquanto que o arfrio recua, resultando em nuvens estratificadas e precipitao
do lago do ar frio.
HN
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FIGURA 16: NEBULOSIDADE NA FRENTE QUENTE
A frente quente tem como caracterstica suave inclinao dasuperfcie frontal, propiciando gradual ascenso do ar quenteem formao de nuvens estratificadas como stratus,
nimbostratus, a altostratus, cirrostratus e cirrus, ao longo da
superfcie frontal, no lado do ar frio, em uma extensa regio.
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Na aproximao da frente quente
a. nebulosidade estratiforme, numa extensa faixa,ocasionando precipitao leve e contnua ou garoa;
b. a presso cai lentamente durante bastante tempo;
c. a temperatura do ar se mantm quase constante;d. o vento fraco, e sopra no HS de NE e no HN de
SE; e
e. a visibilidade boa at o incio da garoa ou chuva.
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Aps a passagem da frente quente:a. a presso atmosfrica diminui;b. o vento predominante sopra no HS de NW e no
HN de SW; ec. a temperatura do ar aumenta.
FRENTE OCLUSA
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FRENTE OCLUSAUma frente oclusa ocorre quando uma frente quente deixa de
ter contato com a superfcie do solo ou do oceano, sendo
forada a elevar-se, por causa do avano da massa de ar fria.A massa de ar mais fria que est chegando passa ento a ter
contato com a massa de ar menos fria (ar fresco) presente naregio, avante da massa quente. Teremos, ento, trs massas de
ar de temperaturas diferentes, sendo uma quente, outra frescaou menos fria e a terceira fria.Uma frente fria em sua trajetria normal pode se deslocar
cerca de duas vezes mais rpido do que uma frente quente eeventualmente alcan-la, se juntar e empurr-la para cima, eformar uma frente oclusa, que pode ser simplesmentechamada de ocluso (Figura 17).
A ocluso pode ser do tipo fria ou ocluso do tipo quente.
i l i l i i ifi f d f
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Circulao ciclnica intensifica-se, fazendo a frente
fria mover-se mais rpido que a frente quente
Ocluso:As duas frentes se juntam
Circulao ciclnica com intensidade mxima
N l d i f i
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Na ocluso do tipo friaO ar avanando com a frente fria mais frio que o ar fresco
avante da frente quente. Neste caso, o ar frio avana por
baixo, junto superfcie e levanta a frente quente, o ar quentee o ar fresco (Figura 18).
A ocluso do tipo fria resultante tem as caractersticas de umafrente fria na superfcie, mas o contraste de temperatura entre
a massa fria e a massa fresca menor do que a diferenaobservada na situao de uma frente fria. O tempo avante daocluso similar quele que ocorreria com o avano da frentequente.
A passagem da ocluso pode ser marcada por condies maischuvosas, tal como aquelas associadas com uma frente fria.Este tipo de ocluso o mais comum, ou seja, mais
freqente ocorrer ocluso do tipo fria.
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A ocluso do tipo quente menos comum.A ocluso do tipo quente ocorre quando o ar fresco
que est avanando com a frente fria no to friocomo o ar frio avante da frente quente.
Nesse caso, o ar fresco e mais rpido da frente fria se
desloca por baixo do ar quente, mas sobe sobre o arfrio presente na regio, avante da frente quente(Figura V-l 9).
O tempo avante de uma ocluso do tipo quente similar quele de uma frente quente, com a superfciefrontal se comportando como na situao de umafrente quente.
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FIGURA 17: FRENTES OCLUSASAs frentes frias normalmente deslocam-se na direo SE no HN e nadireo NE no HS. Como a frente fria pode caminhar bem mais rpida
que a frente quente possvel desencadear a ocluso, suspendendo a frentequente. A ocluso mais comum a do tipo fria que ocorre quando o ar
que chega mais frio que o ar fresco que j est na regio.
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FIGURA V-18: FRENTE OCLUSA TIPO FRIAEsquema da seo vertical de frente oclusa tipo fria, onde a superfcie frontal entre a
massa de ar menos fria (ar fresco) e as massas de ar quentes se afastam da superfcie dosolo, ficando oclusa, devido a maior densidade da massa de ar mais fria que est
chegando na regio.Na figura a escala vertical est bastante exagerada.FIGURA V-19: FRENTE OCLUSA TIPO QUENTE
Esquema da seo vertical de frente oclusa tipo quente, onde a superfcie frontal entre amassa de ar menos fria (ar fresco) e as massas de ar quentes (linha vermelha) se afastamda superfcie, ficando oclusa, devido a maior densidade da massa de ar mais fria que est
chegando na regio.
Ocluso tipo frio Ocluso tipo quente
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Em geral, segundo os meteorologistas as Oclusesso difceis de localizar na superfcie;
Mais fcil (mas ainda difcil) so localiz-las em
imagens de satlites meteorolgicos
Frentes Estacionrias
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Frentes Estacionrias
medida que a ocluso avana:
Circulao ciclnica diminuiCentro de baixa presso se enfraquece (enche)
Frente fica mais lenta
A regio de separao se transforma numa frenteestacionria
A ondulao se reduzCentro de baixa presso desaparece
As frentes estacionrios ocorrem quando no h
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As frentes estacionrios ocorrem quando no hdeslocamento da frente;Os ventos so paralelos frente em ambos os lados,
com direes opostas;O tempo associado frente estacionria depende do
histrico da frente, do contraste de temperatura, da
direo e intensidade dos ventos, etc. Ela podeevoluir para uma frente fria ou para uma frentequenteA nebulosidade associada aos sistemas frontais
apresenta caractersticas distintas em cada estgio dociclo de vida do sistema, desde a formao das frentesfria e quente, seu deslocamento, a ocorrncia de
ocluso e sua dissipao.
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FIGURA 20: CIRCULAO E NEBULOSIDADE NA FRENTE
ESTACIONRIA (HN)A frente estacionria em ambos os lados apresenta ventos superfcieessencialmente paralelos frente e freqentemente uma larga regio denebulosidade e precipitao ou neve no lado frio da frente. As nuvens
estratificadas e a precipitao resultam da ascenso do ar quente ao Iongoda superfcie frontal de suave inclinao
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O navegante ao consultar simultaneamente a carta
sintica de presso superfcie e a imagem de satlitemeteorolgico, poder observar pelas caractersticas
da nebulosidade, o estgio do ciclo de vida do sistema
frontal, identificando a nebulosidade caracterstica deocorrncia de ocluso (Figura 21 e 22)
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FIGURA 21 (a,b,c e d): CICLO DE VIDA DAS FRENTES (HN)O esquema desta figura refere-se ao hemisfrio norte. A medida que os
ventos de oeste incrementam sua componente meridional e intensificam o
cavado e a crista, o escoamento do ar d suporte a evoluo do ciclo devida das frentes, com ocorrncia de ocluso e o desenvolvimento danebulosidade associada ao centro de baixa presso superfcie. Nota-se
que ao mesmo tempo vai iludindo o deslocamento das frentes. Osnavegantes ao longo do tempo so atingidos pelas frentes em seus
diferentes estgios, dependendo de sua posio no mar em relao atrajetria desses ciclones de latitudes medias (frente).
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HS
Onda aberta
OclusoCiclognese
Ciclone
FIGURA 22 (a,b,c e d): CICLO DE VIDA DAS FRENTES (HS)O esquema desta figura refere-se a evoluo do ciclo de vida das frentes
no hemisfrio sul.
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FIM DO CAPITULO V
MUITO OBRIGADO