CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA.

CIRCULAÇÃO GERAL DA ATMOSFERA

CAUSAS DA CIRCULAÇÃO GERAL

O Sol aquece toda a Terra mas verifica-se uma distribuição desigual de energia na superfície do globo: as regiões equatorial e tropical recebem mais energia solar que as latitudes médias e as regiões polares.

A energia radiante recebida nos trópicos é superior à que essa região é capaz de emitir enquanto as regiões polares emitem mais do que recebem. Se não se verificasse um transporte de energia dos trópicos para as regiões polares, a temperatura da região tropical aumentaria indefinidamente enquanto as regiões polares ficariam com uma temperatura cada vez menor. É este desequilíbrio térmico que induz a circulação da Atmosfera e dos Oceanos.
A energia é redistribuída pela circulação atmosférica (60%) e pelas correntes oceânicas (40%) das regiões onde há excesso para aquelas em que há déficit.

Esta transferência de energia é efetuada de várias formas. Cada uma delas varia em importância com a latitude:
- Trocas de calor sensível com a atmosfera pelo deslocamento de massas de ar;
- Transferências de calor latente, libertado durante o processo de condensação;
- Correntes oceânicas que transferem calor para os polos.

CIRCULAÇÃO GERAL IDEALIZADA

A estrutura média da circulação geral é de grande importância para a necessária transferência meridional de energia.
Um dos primeiros modelos clássicos da circulação geral é devido a George Hadley, que em 1735, sugeriu que sobre a Terra sem rotação, o movimento do ar teria a forma de uma grande célula de convecção em cada hemisfério.



A transferência de energia do equador para os polos poderia, de acordo com Hadley, ser efetuada por uma célula convectiva, com movimento ascendente nos trópicos, movimento na direção dos polos em altitude, movimento descendente sobre os polos e em direção ao equador à superfície.

Como a Terra tem movimento de rotação em torno de si própria, o eixo de rotação é inclinado sobre o plano da órbita, e a percentagem da superfície coberta por continentes é maior no hemisfério norte do que no hemisfério sul, o padrão de circulação é muito mais complicado. Em 1856, o professor do ensino secundário William Ferrel, aperfeiçoou o modelo de Hadley, introduzindo o primeiro modelo tricelular, que foi melhorado por Tor Bergeron em 1928 e por Carl-Gustav Rossby em 1941. No modelo proposto por C.G.Rossby, admite-se que a pressão da superfície do globo se distribui zonalmente, ao longo dos paralelos, havendo faixas alternadas de baixas e altas pressões, aproximadamente simétricas em relação ao equador térmico.

Associadas a esta distribuição de pressão, existem três células convectivas de circulação meridional em ambos os hemisférios . Estas três células são a célula tropical (também denominada de célula de Hadley), a célula das latitudes médias (célula de Ferrel) e a célula polar.
1. Célula Tropical (célula de Hadley) – Nas latitudes baixas, o movimento do ar é, devido ao aquecimento, ascendente sobre o Equador, dirigindo-se no sentido dos polos nos níveis superiores da atmosfera; sobre as latitudes subtropicais o ar arrefecido abaixa, retornando para o Equador à superfície. Esta circulação forma a célula convectiva que domina os climas tropical e subtropical.

O ramo descendente da célula de Hadley está associado aos grandes centros permanentes de altas pressões subtropicais (anticiclones subtropicais), de que são exemplo o anticiclone dos Açores e o anticiclone do Pacífico. Nesta célula, a rotação do globo determina ventos de oeste em altitude e ventos de leste à superfície (ventos alísios).


2. Célula das latitudes médias (célula de Ferrel) – É uma célula de circulação atmosférica média nas latitudes extratropicais, reconhecida por Ferrel no século XIX. Nesta célula, o ar move-se para os polos e para leste junto à superfície, e no sentido do Equador e para oeste em altitude, fechando-se a circulação por subsidência nos subtrópicos.
3. Célula Polar - Nesta célula, o ar sobe, diverge, e desloca-se em altitude para os polos. Uma vez sobre os polos, o ar arrefecido desce, dando origem a altas pressões à superfície nas regiões polares; nestas regiões, o ar diverge para fora dos centros de altas pressões e retorna para sul, fechando a circulação celular. Na célula polar, na superfície, os ventos estão dirigidos para Oeste e em altitude para Leste.
O modelo de circulação tri-celular está associado ao seguinte modelo de distribuição de pressão na superfície
Depressões Equatoriais – Uma cintura de baixas pressões associada à ascensão do ar na ZCIT. A ascensão do ar quente aquecido no equador dá origem a uma região de baixas pressões denominada de Vale Equatorial. À medida que o ar sobe formam-se nuvens e ocorre precipitação.

Anticiclones Subtropicais – Uma cintura de altas pressões associada à subsidência do ar nas latitudes do cavalo, nas zonas de ventos muito fracos ou calmarias. Nas latitudes subtropicais o ar arrefece e desce criando áreas de altas pressões com céu limpo e pouca precipitação, denominadas de Anticiclones Subtropicais. A subsidência do ar seco (após precipitação na ZCIT) e quente (devido à própria subsidência, que provoca aquecimento adiabático) está na origem dos desertos nestas latitudes.
Depressões Subpolares – Uma cintura de baixas pressões associadas à frente polar.
Anticiclones Polares – Sistemas de altas pressões associados ao ar polar frio e denso.
CIRCULAÇÃO MÉDIA A SUPERFÍCIE

Devido ao efeito da força de Coriolis, que desvia o movimento para direita (esquerda) no hemisfério Norte (hemisfério Sul), a circulação meridional nas três células é alterada.
 Surgem então, três ventos característicos à superfície:
− Os ventos alísios nos Trópicos
− Os ventos predominantes de Oeste nas latitudes médias
− Os ventos polares de Este.


FORÇA DE CORIOLIS

De acordo com este modelo , que incorpora o efeito da rotação da Terra, para a zona equatorial de baixa pressão devem convergir ventos provenientes das cinturas subtropicais de altas pressões (em torno de 30ºN e 30ºS), impulsionados pela força de gradiente de pressão (dirigida para as pressões mais baixas) e defletidos por efeito da rotação da Terra (força Coriolis). Os ramos inferiores das células de Hadley justificam, portanto, a existência dos ventos alísios de nordeste no Hemisfério Norte e dos alísios de sudeste no Hemisfério Sul. Os ventos alísios (trade winds) estendem-se entre as latitudes 10º-25ºN e 5º-20ºS, são particularmente bem desenvolvidos nos meses de Inverno sobre o lado oriental dos maiores oceanos.
A faixa de encontro dos alísios de nordeste (procedentes do H.N.) com os de sudeste (procedentes do H.S.) é conhecida como Zona de Convergência Intertropical ou ZCIT (ou Zona Intertropical de Convergência, ZITC).
 A ZCIT é uma região de pressões relativamente baixas, localizada entre 10ºN e 5ºS, caracterizada por uma acentuada instabilidade atmosférica que favorece o desenvolvimento de intensas correntes ascendentes, com formação de grandes nuvens convectivas, geradoras de precipitação abundante.
Os três grandes centros anticiclónicos subtropicais, semipermanentes, que se situam sobre o oceano austral, em torno de 30ºS , e no Hemisfério Norte sobre os oceanos e continentes, formam a cintura subtropical de altas pressões que praticamente circunda o planeta, seriam os ramos descendentes das células de Hadley (e Ferrel) de cada hemisfério. A subsidência neles observada provoca divergência a superfície gerando ventos direcionados tanto para o equador (alísios) como para os pólos, desviando-se estes últimos para leste, por ação da força de Coriolis, atingindo latitudes próximas a 50º ou 60º, como ventos predominantes de Oeste.
A circulação atmosférica nas latitudes elevadas é menos bem definida. Acredita-se que a subsidência nas proximidades dos pólos produz uma corrente superficial em direção ao equador que é desviada, formando os ventos polares de leste, em ambos hemisférios. O ar frio proveniente da região circumpolar encontra-se com o ar quente dos subtrópicos; como a rotação da Terra impede a mistura das duas massas de ar, a região de encontro entre as massas de ar polar de Este (frias) e as massas de ar provenientes de Oeste (quentes) é uma região de descontinuidade, conhecida como “Superfície Frontal Polar”; a intersecção desta “superfície” (na realidade uma camada pouco espessa) com o globo é a “frente polar”. No hemisfério Sul, sobre o Oceano Atlântico, a superfície frontal polar é também conhecida como Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS).
CIRCULAÇÕES REGIONAIS E LOCAIS
Os ventos são causados por diferenças de pressão atmosférica que resultam do aquecimento desigual da superfície terrestre e da atmosfera. O ar, aquecido na base quando se desloca sobre superfícies quentes, torna-se menos denso, implicando descida de pressão e o estabelecimento de diferenças na distribuição da pressão à superfície, de gradientes de pressão. Estes gradientes constituem uma força, a força do gradiente de pressão, que põe o ar em movimento. Assim, à superfície, o ar flui das pressões mais altas para as pressões mais baixas, forçando convergência de ar e movimento vertical ascendente nas regiões em que a pressão é mais baixa e divergência, com movimento vertical descendente (subsidência) nas regiões em que a pressão é
mais alta. Gradientes de pressão levam ao movimento do ar. Este movimento verifica-se a diferentes escalas: à escala global (circulação global), à escala regional (depressão térmica de Verão sobre a Península Ibérica) e à escala local (tornados, ventos de vale e de montanha, brisas, etc.).

Ventos à escala global consistem nos movimentos ondulatórios de grande comprimento de onda, nas correntes de jato, enquanto os ventos locais envolvem gradientes de escala local, afetando áreas de pequena dimensão.
BRISAS MARÍTIMA, TERRESTRE E LACUSTRE
Junto à costa, no fim da manhã, começa frequentemente a fazer-se sentir, um vento vindo do mar, que atinge o máximo no princípio da tarde e desaparece ao anoitecer. Este vento é mais forte nos dias muito quentes, mas pode ser mais fraco quando o céu está nublado. Chama-se brisa marítima .
A causa fundamental do movimento do ar é a diferença de aquecimento entre as superfícies da terra e do mar, essencialmente devido às diferentes capacidades caloríficas dos materiais à superfície; com efeito, a água tem
uma maior capacidade calorífica que o solo, e aquece muito mais lentamente que este.


A brisa marítima desenvolve-se, num dia de Sol, quando a temperatura do solo continental é mais elevada que a da superfície do mar. À medida que o solo aquece, o ar na sua vizinhança expande-se, torna-se menos denso
e começa a subir. Para substituir este ar em movimento ascendente surge o ar, inicialmente sobre a superfície do mar, a temperatura mais baixa. Onde o ar mais frio e mais quente se encontram, existe ascensão do ar quente devido à diferença de densidades. Ao longo dessa linha de contacto, frequentemente denominada de frente de brisa, podem desenvolver-se nuvens convectivas e tempestades. Isto ocorre frequentemente durante o dia nas regiões tropicais costeiras.
Durante a noite, a água não arrefece tanto como o continente e a circulação inverte-se, verificando-se o deslocamento do ar à superfície, dirigido do continente para o mar. Esta circulação denomina-se de brisa terrestre ou continental. Uma linha de nuvens convectivas (cúmulus) poderá frequentemente formar-se ao longo da frente de brisa, imediatamente fora da linha da costa. 
Ventos locais à superfície são geralmente perpendiculares à linha de nuvens. Esse fenômeno pode ser observado em muitas regiões durante as primeiras horas da manhã, e pode provocar chuva fraca nessa região, até que a brisa terrestre (que, nos trópicos, intensifica os alísios) ganhe força.

A brisa de lago (lacustre)- também se desenvolve de forma similar, em torno de massas de água, dentro do continente. Frentes de brisa de lago ao longo das costas é também um fenômeno frequente. De forma similar, o ar sobre o lago permanece sem nuvens, enquanto uma área de nuvens cumuliformes é aparente sobre a terra, indicando a brisa de lago. Para ambos os sistemas, lagos e mar, o vento sopra em direção a costa, em geral perpendicularmente a esta.

BRISAS DE VALE E DE MONTANHA

Nas regiões montanhosas verificam-se sistemas de vento particulares. As encostas mais inclinadas e as partes mais estreitas dos vales são aquecidas pelo Sol de forma mais intensa que as vastas superfícies dos vales ou os
picos. Estas condições conduzem a brisas de vale durante o dia e brisas de montanha durante a noite.

O ar em movimento ascendente é substituído pelo ar dos vales ou dos planaltos, com menor declive. Assim, o vento durante o dia surge habitualmente das partes mais baixas e sem declive, obrigando o ar a subir. Como a denominação do vento está associada à sua origem, este denomina-se de BRISA DE VALE .

Durante a noite, o ar frio desce sobre as encostas para o vale. A brisa segue o percurso no sentido oposto. Vem das montanhas e dirige-se para o vale. Assim, denomina-se de BRISA DE MONTANHA . Tal como nas brisas marítimas e terrestres, o ar que se move junto ao solo e ascende, em determinado período de tempo, tem de retornar e descer novamente. Este movimento de retorno ocorre a altitudes mais elevadas. Assim se geram circulações locais. O esquema acima indicado pode ser um pouco simplista, porque as montanhas são estruturadas e têm muitos vales laterais. Mas representa os processos fundamentais.
OUTROS VENTOS LOCAIS

Bora – Sopra do Ártico em direção à Europa – É um vento frio e seco.
Simum – Sopra do sul do Sahara em direção ao norte – É um vento quente e seco.
Siroco – Do norte da África (Saara) em direção ao sul da Europa – É um vento quente e seco.
Minuano – Do deserto da Patagónia (Argentina), chegando ao Uruguai e ao sul do Brasil. Na Argentina recebe o nome de Pampeiro .

Mistral- Vento forte de origem ártica que sopra de norte no hemisfério norte. Ele nasce em zonas de alta pressão polares na península nórdica e se precipita pelo vale do Reno até ao mar Mediterrâneo.

Föhn- Este também é um vento de origem catabática comum nas zonas localizadas à sotavento dos Alpes. Ele é seco e quente e famoso por provocar derretimento rápido da neve.
Muitas lendas cercam este vento, que é acusado de provocar comportamentos bizarros nas pessoas. Ele é chamado de vento das bruxas e quando sopra, aumento os casos de brigas familiares, suicídios, assassinatos, acidentes de trânsito e até desastres aéreos. Em Munique, e em muitas localidades ao norte dos Alpes, cirurgias e julgamentos são cancelados quando há previsão de Foenh.
Fontes: Proclira Clima e Ambiente
Wikipédia
BrasilEscola