🧭 MMPH · Cap.2 — Circulação do Ar e Ventos

Mapa Mental PH (aula enxutíssima) · Lobo & Soares, Meteorologia e Oceanografia · V.03-MO · Área V do edital · só o que cai, em esquemas · ✎ marque lacunas e oclusões para revisão ativa
☀️
EstabilidadePermanência do quadro presente, com bom tempo. As camadas de baixos níveis não trocam de posição com as de cima — nada altera a densidade do ar.
InstabilidadePresença de condições propícias à circulação direta → movimentos ascendentes e descendentes do ar, com mau tempo.

Circulação direta

ar quente (menos denso) sobe › ar frio (mais denso) desce

O movimento vertical espontâneo em que o ar quente sobe e o frio desce chama-se circulação direta. Estabilidade = situação SEM condições favoráveis à circulação direta.

Onde há movimento ascendente, numa região próxima há descendente (subsidência): convergência em baixos níveis e divergência em altos níveis.

Fatores que favorecem instabilidade / convecção

  • gradiente horizontal de temperatura; gradiente horizontal de pressão;
  • convergência em baixos níveis; divergência em altos níveis;
  • aquecimento da superfície (eleva a T do ar inferior);
  • advecção de ar mais quente em baixos níveis ou mais frio em altos níveis.
Parâmetro decisivo = diferença entre a T da superfície (solo ou TSM) e a do ar. Superfície aquece → ar sobe → dispara a circulação direta.
Situação inversa (sem circulação espontânea) = inversão térmica → pode resultar em maior poluição atmosférica.
Linha de instabilidadeNa carta sinótica, sinaliza a circulação direta: mau tempo, com intensas precipitações e fortes ventos.
Fig. II-1
Fig. II-1 — Circulação direta — o ar quente (menos denso) sobe e o ar frio (mais denso) desce.
Baixa (ciclone)Depressão barométrica; isóbaras quase circulares que decrescem da periferia para o centro (1024→1012 hPa). Circulação convergente + movimento ascendente → mau tempo.
Alta (anticiclone)Elevação barométrica; isóbaras que aumentam da periferia para o centro (1012→1024 hPa). Circulação divergente + subsidência → bom tempo.
CentroSentido HSSentido HNHoriz.Vert.
Baixa (ciclone)HorárioAnti-horárioConvergenteAscendente (mau tempo)
Alta (anticiclone)Anti-horárioHorárioDivergenteDescendente (bom tempo)
Regra prática — de costas para o vento: alta à esquerda no HS e à direita no HN; baixa à direita no HS e à esquerda no HN.
Fig. II-10
Fig. II-10 — Identificação da circulação do ar — de costas para o vento, alta à esquerda no HS e à direita no HN.

Dois tipos de ciclone: extratropicais e tropicais. Acompanhar o deslocamento dos centros na carta sinótica muda o prognóstico do tempo.

Na carta de pressão, cavado e crista são feições da circulação do ar no plano horizontal (não confundir com cristas/cavados das ondas, no plano vertical).

Fig. II-11
Fig. II-11 — Eixo da crista (HN) — orienta-se para as altas latitudes (Polo Norte).
Fig. II-12
Fig. II-12 — Eixo da crista (HS) — aponta para o Polo Sul.
Fig. II-13
Fig. II-13 — Eixo do cavado (HN) — orienta-se para as baixas latitudes (Equador).
Fig. II-14a
Fig. II-14a — Eixo do cavado (HS) — aponta também para o Equador.
Fig. II-15
Fig. II-15 — Convergência e divergência do ar à superfície — ar que desce diverge; ar que converge ascende.
Fig. II-16
Fig. II-16 — Circulação do ar num anticiclone — converge em altos níveis, subsidência, diverge à superfície.
Fig. II-17
Fig. II-17 — Circulação do ar num ciclone — converge à superfície, ascensão, diverge em altos níveis.
Fig. II-18
Fig. II-18 — Convergência e divergência no escoamento do ar — aceleração a jusante causa divergência; desaceleração, convergência.
Fig. II-19
Fig. II-19 — Convergência/divergência em altos níveis — convergência avante das cristas e divergência avante dos cavados (P1>P2).
Fig. II-20
Fig. II-20 — Convergência/divergência em baixos níveis — divergência avante das cristas e convergência avante dos cavados (P1>P2).
CavadoAlongamento das isóbaras de um centro de baixa numa direção (eixo do cavado). Bem acentuado → circulação de ar frio para regiões mais quentes e, normalmente, frente fria.
CristaAlongamento das isóbaras de um centro de alta numa direção (eixo da crista). Bem pronunciada → circulação de ar quente para regiões mais frias.
Mnemônico dos eixos (ambos os hemisférios): crista aponta para as altas latitudes (polos); cavado aponta para as baixas latitudes (equador).

Acoplamento horizontal–vertical

  • Convergência à superfície → ascensão + divergência em altos níveis (ciclone);
  • Divergência à superfície → subsidência + convergência em altos níveis (anticiclone).
Relação com o escoamento: convergência ↔ desaceleração do ar a jusante; divergência ↔ aceleração.
NívelAvante das CRISTASAvante dos CAVADOS
Altos (acelera na crista)ConvergênciaDivergência
Baixos (acelera no cavado)DivergênciaConvergência

Nas figuras, P1 e P2 são isóbaras, com P1 > P2.

Circulações de mesoescala por circulação direta, geradas pelo contraste térmico continente × mar. Chave: a TSM quase não varia entre dia e noite, enquanto a superfície do continente varia muito.
AspectoBrisa marítimaBrisa terrestre
PeríodoTarde e início da noiteMadrugada e manhã
SentidoDo mar para o continenteDo continente para o mar
ContinenteAquecido (baixa pressão)Resfriado (alta pressão)
Mais intensaLatitudes baixas; verãoLatitudes médias/altas; inverno
Fig. II-22
Fig. II-22 — Brisa da tarde (marítima) — aquecimento do continente: ascensão sobre o continente, subsidência sobre o mar.
Fig. II-24
Fig. II-24 — Brisa marítima — circulação do mar (mais frio) para o continente (mais quente), à tarde e início da noite.
Fig. II-21
Fig. II-21 — Brisa da madrugada (terrestre) — resfriamento do continente: subsidência sobre o continente, ascensão sobre o mar.
Fig. II-23
Fig. II-23 — Brisa terrestre — circulação do continente (mais frio) para o mar (mais quente), madrugada e manhã.
A brisa terrestre também é chamada terral. Atenção especial à brisa marítima ao demandar o canal de acesso de um porto à tarde.
VentoVetor: intensidade + direção. Direção do vento = a direção de onde ele vem (ao contrário do rumo da embarcação, que é para onde ela vai).
  • Geostrófico — reto, sem aceleração, acima da camada de atrito; balanço de 2 forças: gradiente de pressão + Coriolis. Larga escala.
  • Gradiente — paralelo às isóbaras em caminho curvo; 3 forças: gradiente, Coriolis e centrípeta. Não é balanço (altera a direção, não a velocidade).
  • Superfície — o vento real; 4 forças (as três + atrito).
ForçaGeostr.GradienteSuperf.
Gradiente de pressão×××
Coriolis×××
Centrípeta●××
Atrito●●×
O vento de superfície sopra paralelo às isóbaras, com pequena componente na direção do centro de baixa pressão (efeito do atrito).

v ∝ Δp / Δn › velocidade proporcional ao gradiente horizontal de pressão

Isóbaras mais juntas (gradiente forte) = vento mais intenso (analogia do corredor estreito).
  • Anemômetro mede a velocidade; anemoscópio (cata-vento) indica a direção de onde sopra.
  • Rajada = velocidade irregular, flutuações rápidas; calmaria = ausência de movimento do ar.
  • Velocidade em nós (1 nó = 1 milha náutica/hora) ou m/s; no Meteoromarinha usa-se a força Beaufort.
    • Fig. II-27
    Fig. II-27 — Gradiente horizontal de pressão — isóbaras próximas (forte gradiente) geram ventos mais intensos.
Fig. II-25a
Fig. II-25a — Direção de onde vem o vento — HN (centro de baixa).
Fig. II-26a
Fig. II-26a — Direção de onde vem o vento — HS (centro de baixa).
No HS, ventos fortes em agosto e setembro (Nordeste e Sul), do mar para a costa → pior estado do mar do Atlântico Sul, e melhores meses para energia eólica.
BeaufortNósPortuguês
0< 1Calmaria
37 a 10Fraco
411 a 16Moderado
622 a 27Muito fresco
834 a 40Muito forte
12> 63Furacão
Vento relativoO valor medido a bordo (anemômetro/anemoscópio). Combina o vento do deslocamento da embarcação com o vento verdadeiro.
Triângulo do vento verdadeiro
Triângulo do vento verdadeiro — Triângulo do vento verdadeiro — composição vetorial do vento relativo com o vento do deslocamento da embarcação.

Triângulo do vento verdadeiro (rosa de manobra)

direção do relativo + rumo verdadeiro = direção aparente › segmento rumo/velocidade do navio (A) › segmento aparente/velocidade do relativo (B) › AB = vento verdadeiro

Exemplo: relativo 150°/24 nós; rumo 180°/15 nós. Aparente = 150° + 180° = 330°. Solução: vento verdadeiro = 340° / 38 nós.

Ronda da direção do vento numa baixa

HNSequência anti-horária: de E, NE, N, NW, W, SW, S, SE.
HSSequência horária: de W, NW, N, NE, E, SE, S, SW.
Fio condutor = equilíbrio térmico: trópicos com saldo positivo, polos com saldo negativo → transporte de energia dos trópicos às altas latitudes. Duas direções: meridional (N–S) e zonal (L–O).
CélulaLatitudeSuperfície
Hadley (origina alísios)0° a 30°ascensão/baixa no equador; subsidência/alta em 30°
Ferrel30° a 60°—
Polar60° ao poloascensão/baixa em 60°
Fig. II-28
Fig. II-28 — Circulação geral — em baixos níveis ar frio para o equador; em altos níveis ar quente para os polos.
Fig. II-29
Fig. II-29 — Circulação meridional — células a cada 30° de latitude; alísios, ventos de oeste e ventos polares de leste.
Anticiclones subtropicaisA subsidência da célula de Hadley em 30° origina o cinturão de altas subtropicais.
ZCITNo equador térmico, ascensão das células de Hadley → convergem os alísios de NE (HN) e os alísios de SE (HS).
Coriolis desvia sempre à direita no HN e à esquerda no HS. Vento que se aproxima do equador (frio) desvia para W → alísios; que se afasta (quente), para E.
Ventos predominantesEquatorial: de E · Tropical: alísios de NE (HN) / SE (HS) · Latitudes médias: de W (sistemas frontais) · Altas latitudes: polares de E.
MonçãoCirculação regional de grande escala na Ásia e no oceano Índico. Decorre da extraordinária variação de T e pressão do continente asiático entre inverno e verão, enquanto a TSM do Índico permanece quase constante.
Ventos de SW no verão (monção de SW) e de NE no inverno (monção de NE).

Estado do mar severo na costa SW da Índia (verão) e na costa NE da África (inverno).

Parâmetro mais significativo = a direção de onde vêm o vento e as ondas (cartas de campo de vento, uma por estação).
  • Norte, Nordeste e Leste: grande constância sazonal (célula de Hadley permanente no Atlântico Sul).
  • Sudeste e Sul: variações significativas (sistemas frontais, cavados, frentes frias), mais intensas no inverno e primavera.
  • Verão e Outono: mar mais agitado em N/NE/Leste (mar aberto) e N/NE/Sul (costeira).
  • Região Norte: afetada pelos alísios do HN no verão.
Nas plataformas da Bacia de Campos, o pior período de mar severo é o inverno e o início da primavera.