FLG 0355 – Climatologia II
Disciplina Ministrada pelo Prof. Dr. Ricardo
– Sistemas Báricos – 1 – Introdução
O presente resumo de aula apresenta os centros báricos como a gênese dos movimentos atmosféricos e realiza algumas explicações abordadas em aula. Deve-se ressaltar que eles serão primordiais no entendimento de um conceito muito importante: a força do gradiente de pressão.
2 – Centros Báricos
Se estivesse completamente em repouso, a pressão atmosférica em superfície seria de 1013,25mb ou hPa por todo o planeta, no Nível Médio do Mar – NMM. Contudo, diversos fatores perturbam a atmosfera. Como ela se comporta como um fluido, tenta voltar à situação de equilíbrio, fato este nunca consumado. Tal valor será considerado uma referência padrão.
Os centros báricos serão considerados aquelas grandes parcelas da atmosfera cujo valor de pressão medido em superfície (ou altitude) diferir da pressão média estabelecida como padrão para a superfície (ou na altitude correspondente). Desta maneira, os centros báricos se dividem em dois tipos:
Centros de alta pressão: são aqueles que apresentam valores da pressão atmosférica superiores ao valor padrão, em superfície (no NMM, por exemplo) ou em altitude, dado um nível qualquer, com a pressão estabelecida para aquele nível. Na simbologia das cartas sinópticas ou de tempo significativo, serão representados pela letra H em cor azul;
Centros de baixa pressão: são aqueles que apresentam valores da pressão atmosférica inferiores ao valor padrão, em superfície (no NMM, por exemplo) ou em altitude, dado um nível
H
3 – Morfologia dos Centros Báricos
Os centros báricos apresentam morfologias possíveis de serem inferidas, tanto em superfície, quanto em altitude, lembrando que estas formas servem apenas para o entendimento humano, pois não seria possível verificar uma perfeição destas em um ambiente de extrema mobilidade, ou seja, dinâmico. Tais configurações são representações do comportamento ondulatório de um “oceano de águas rasas” que nos propormos a estudar, atuando como um elemento do estrato geográfico. Nestes termos, os centros báricos apresentam-se de dois modos, tanto para altas, como para baixas pressões:
Centros Báricos Abertos:
Cristas: Nomenclatura específica para altas pressões, cujas ondas em movimento, predominam sobre as baixas pressões;
Cavados: Nomenclatura específica para baixas pressões, cujas ondas em movimento, predominam sobre as altas pressões.
Centros Báricos Fechados:
Anticiclonal: Nomenclatura para sistemas de alta pressão atmosférica, normalmente muito vastos, com milhares de quilômetros; Ciclonal: Nomenclatura para sistemas de baixa pressão atmosférica.
Tais centros, em si mesmos, não são tão vastos como os anticiclones, mas os efeitos de sua influência podem ter as mesmas proporções.
Os sistemas báricos são observados pela leitura dos medidores de pressão atmosférica, chamados barômetros. Uma vez que o campo de pressão é mapeado, pode-se inferir que os mesmos apresentam-se nas morfologias descritas anteriormente através das linhas de pressões atmosféricas eqüitativas, denominadas isóbaras (Fig.1).
Há um caso específico de situação em que dois centros de alta pressão ficam em disposição concorrente a dois centros de baixa pressão. Tal configuração proporciona uma área de equilíbrio onde os ventos são muito fracos, ou nulos e recebe a denominação de Colo ou Ponto de Sela (Fig.2).
Fig.1: Isóbaras de um campo de pressão atmosférica hipotético observado em superfície e reduzido
ao NMM para efeito comparativo. As cores empregadas nos campos de pressão têm apenas efeito ilustrativo. A figura retrata os centros fechados (acima) e abertos (abaixo), estes últimos em forma de onda. Notar que tais ondas não podem ser interpretadas literalmente como um comportamento em gráfico cartesiano, pois necessitam da avaliação dos valores de pressão, distribuídos no seu respectivo campo (fonte: FELICIO, 2004).
4 – Analogia com a Topografia
Para uma construção do pensamento geográfico e tentando elaborar uma idéia mais didática, empregou-se uma analogia da morfologia dos centros báricos com a topografia. Desta maneira, pretendeu-se criar uma visão de como se comportariam tais centros na atmosfera e como esses conceitos serão úteis nos próximos ensinamentos sobre ventos e outros movimentos gerados pelos campos báricos:
Cristas: deformação do campo de pressão atmosférica, gerado por uma onda de
grandes proporções, cuja pressão é mais alta que os arredores. Desenvolve-se no sentido de avançar para os pontos de menor pressão atmosférica. A situação pode ocorrer tanto em superfície, quanto em altitude (Fig.3A e B);
A B
Fig.3A e B: Analogia hipotética entre um campo de pressão atmosférica e um relevo observado pela
sua topografia em forma de “braço de morro” (A). A figura apresenta uma situação de crista, onde a pressão atmosférica é maior no centro da onda, reduzindo para a periferia desta, mas não na sua base (B).
Cavados: deformação do campo de pressão atmosférica, gerado por uma onda de
grandes proporções, cuja pressão é mais baixa que os arredores. Desenvolve-se no sentido de avançar para os pontos de maior pressão atmosférica. A situação pode ocorrer tanto em superfície, quanto em altitude (Fig.4A e B);
A B
Fig.4A e B: Analogia hipotética entre um campo de pressão atmosférica e um relevo observado pela
sua topografia em forma de ravinamento (A). A figura apresenta uma situação de cavado, onde a pressão atmosférica é menor no centro da onda, aumentando para a periferia desta, mas não na sua base (B).
Centro Fechado de Alta: centro fechado de alta pressão, apresentando uma
situação já definida do campo de pressão, normalmente barotrópicos de grandes proporções. A pressão é mais alta no centro que seus arredores. A situação pode ocorrer tanto em superfície, quanto em altitude (Fig.5A e B);
Centro Fechado de Baixa: centro fechado de baixa pressão, apresentando uma
situação já definida do campo de pressão. A pressão é mais baixa no centro que seus arredores. A situação pode ocorrer tanto em superfície, quanto em altitude (Fig.6A e B);
A B
Fig.6A e B: Analogia hipotética entre um campo de pressão atmosférica e um relevo observado pela
sua topografia em forma de depressão (A). A figura apresenta uma situação de centro fechado de baixa pressão atmosférica, onde esta é mais baixa no centro, reduzindo em todos os seus arredores (B).
Colo ou Ponto de Sela: centros de alta pressão que se alternam com os de baixa, em
disposição de Sela, com dois mínimos e dois máximos (Fig.7A e B);
A B
Fig.7A e B: Analogia hipotética entre um campo de pressão atmosférica e um relevo observado pela
sua topografia em forma de Colo ou Sela (A). A figura apresenta uma situação com dois centros de alta e baixa, disponibilizados em forma de Colo (B).
5 – Os Anticiclones
Como verificado acima, em uma definição resumida, são os centros fechados, onde a pressão atmosférica é alta, em seu centro, diminuindo para a periferia. Normalmente são associados a situações de tempo bom. São divididos em dois tipos:
Núcleo Quente: são os anticiclones que vão se intensificando com a altitude, ou
seja, conforme se eleva, permanecem com valores de pressão superior aos valores dos seus arredores, no nível em questão. São altamente barotrópicos, exercendo seu predomínio em todos os níveis de altitude. Possuem uma leve inclinação para o setor aquecido dentro da troposfera. Por se imperar a alta pressão em todos os níveis, há dificuldade em se gerar movimentos compensatórios entre estes, reduzindo ou inibindo diversos fluxos. São sistemas de pouca dinâmica;
Núcleo Frio: são os anticiclones que vão se enfraquecendo com a altitude, ou seja,
conforme se elevam, os valores de pressão vão diminuindo até chegarem à neutralidade (chamado de nível de não divergência). A partir deste ponto, a pressão começa a ser inferior aos valores dos seus arredores, no nível em questão, transformando-se em um centro de baixa pressão, em altitude. São baroclínicos, mas por se tratarem de centros de alta pressão, em superfície, sua influência restringe-se a exercer o predomínio de suas características por grandes áreas. Possuem uma inclinação para o setor frio dentro da troposfera. Como há uma variação e troca de valores de alta para baixa, no decorrer dos níveis, verifica-se uma facilidade em se gerar movimentos compensatórios entre estes, aumentando os fluxos. O mais proeminente, para o caso em questão, é o movimento de subsidência, onde o ar, em altitude, é transportado para os níveis mais baixos, chegando a centenas de metros da superfície. São sistemas que apresentam uma dinâmica maior, quando comparados aos quentes. Com a atuação da forte subsidência, a baixa pressão gerada em altitude força a convergência de massa. Em compensação, o acúmulo de massa na superfície força a divergência (Fig.8).
Desta maneira, tornam-se características de um anticiclone na sua atuação da troposfera, com respectivas conexões com os outros entes, o predomínio de ventos fracos, com o ar seco de altos níveis sendo transportado para os níveis mais baixos, próximos da superfície. Com este processo de subsidência ocorrendo, a formação de nuvens é inibida, permitindo a entrada da luz solar, que ocasiona maior insolação. Sem nuvens, a precipitação é muito baixa ou inexistente, favorecendo, por sua vez, o surgimento de regiões secas, principalmente quando o centro de alta pressão é semi-permanente. Em se tratando de áreas de intensa urbanização ou com processos industriais pesados, dificultam a dispersão dos poluentes.
Nota: por definição, toda “massa de ar” abriga um centro de alta pressão em seu núcleo, apresentando assim, um anticiclone (Fig.9).
Fig.9: Toda massa de ar abriga um centro de alta pressão atmosférica em seu núcleo que fará
exercer suas características por vastas superfícies. São estas: temperatura, umidade, densidade e estabilidade. A figura exagera a coordenada vertical para fins didáticos, pois em uma relação escalar idêntica, não seria possível representá-lo (~4.000km X ~15km).
6 – Os Ciclones
Nesta parte do texto serão apresentadas algumas características sobre o tema de maneira resumida, pois os mesmos serão abordados em material didático mais específico. Portanto, em uma definição resumida, são os centros fechados, onde a pressão atmosférica é baixa, em seu centro, aumentando para a periferia. Normalmente são associados a situações de tempo ruim. São divididos em dois tipos:
Núcleo Frio: são os ciclones que vão se intensificando com a altitude, ou seja,
conforme se eleva, permanecem com valores de pressão inferior aos valores dos seus arredores, no nível em questão. São altamente barotrópicos, exercendo seu predomínio em todos os níveis de altitude. Possuem uma inclinação para o setor frio dentro da troposfera. Por manterem-se em baixa pressão em todos os níveis, há dificuldade em se gerar movimentos compensatórios entre estes, reduzindo ou inibindo diversos fluxos. São sistemas que apresentam uma dinâmica menor. Os giros ciclônicos só permanecem devido ao fator inercial que se estende por todos os níveis, desde a superfície até os mais altos;
Núcleo Quente: são os ciclones que vão se enfraquecendo com a altitude, ou seja,
de não divergência. A partir deste ponto, a pressão começa a ser superior aos valores dos seus arredores, no nível em questão, transformando-se em um centro de alta pressão, em altitude. São extremamente baroclínicos, exercendo forte influência nas suas proximidades, com o predomínio de suas perturbações e características cobrindo centenas ou milhares de quilômetros de raio. Possuem uma inclinação para o setor quente dentro da troposfera. Como há uma variação e troca de valores de baixa para alta pressão, no decorrer dos níveis, verifica-se uma facilidade em se gerar movimentos entre estes, com fluxos altamente intensos. A alta pressão, em altitude, forma-se dada a particularidade da ascensão do ar quente e úmido, que é transportado da superfície para os níveis mais altos, forçando um acúmulo de massa nas proximidades da tropopausa. São sistemas que apresentam uma dinâmica extremada, quando comparados aos frios. Com a atuação dos movimentos ascendentes, a baixa pressão gerada em superfície força a convergência de massa. Em compensação, o acúmulo de massa em altitude força a divergência (Fig.10).
Fig.10: Fluxos de um ciclone de núcleo quente. Observa-se convergência na superfície (centro de
baixa pressão) e divergência em altitude (centro de alta pressão).
Eu um ciclone, a sua dinâmica dentro da troposfera também realiza diversas importantes conexões com outros entes. Entre as suas características temos o predomínio de ventos fortes, com o ar úmido de baixos níveis sendo transportado para os níveis mais elevados, por ascensão e realizando convecção. Como as parcelas de ar úmido se expandem ao se elevarem pelo processo convectivo (natural ou forçado), irão se resfriar, estimulando a formação de nuvens. Com isto, a entrada da luz solar fica bastante prejudicada, reduzindo a insolação em superfície. Com maior número de nuvens, a precipitação ocorre de moderada a intensa, gerando altos totais pluviométricos. Dada a sua dinâmica ondulatória, tais sistemas possuem significativa velocidade de deslocamento. São raras as vezes em que ficam
7 – Baroclinia X Barotropia
Apenas para título de mais informações e esclarecimentos, elencou-se aqui uma definição resumida dos conceitos de baroclinia e barotropia. Deve-se lembrar que os sistemas báricos apresentam espessura, mesmo que esta seja muito tênue, dentro da troposfera, o “oceano de águas rasas”.
Deste modo, as ondas que andam pela atmosfera (visto aqui, comparadas com as latitudes, ou seja, de maneira zonal) percorrendo os diversos níveis de altitude, podem estar em fase ou não. Deste modo, há situações em que as ondas estão fora de fase, poderemos defini-los simploriamente como uma situação baroclínica, onde os potenciais para se gerar movimentos são os mais elevados. Se pudéssemos mapear todo o movimento, observar-se-ia as linhas isobáricas cruzarem as linhas isotérmicas. Desta maneira, haveria mistura do ar e muita troca de energia
A outra situação possível seria a de fase entre todas as ondas espalhadas pelos diversos níveis da troposfera, onde os potenciais são mais baixos, deixando os movimentos atenuados. Estes só ocorrem pela inércia intrínseca ao disposto anterior. Tais situações serão também simploriamente definidas como barotrópicas. Fazendo um exercício mental de mapeamento, perceberíamos que as linhas isobáricas não cruzariam as linhas isotérmicas, dificultando a mistura do ar e troca de energia.
Os sistemas báricos, então, alternam-se entre as fases barotrópicas e baroclínicas. Para cada um destes ciclos, suas perturbações na ondulatória geram outros sistemas atmosféricos. Dependendo da inércia do sistema, ele poderá manter-se, mesmo durante a fase barotrópica.
8 – Considerações Finais
Em linhas gerais, os centros de alta pressão podem ser abertos ou fechados. Para os anticiclones, normalmente apresentando uma configuração de divergência em superfície, com convergência em altitude. Para os centros da baixa pressão, a configuração também é a mesma, porém, são muito intensos em se tratando de velocidades do vento. Possuem deslocamentos pronunciados. Para os ciclones, a convergência em superfície é gerada pelo forte movimento de ascensão, com convecção livre ou forçada. O acúmulo de massa, próximo da tropopausa, gera um centro de alta pressão que apresentará divergência, facilitando os fluxos.
Ricardo Augusto Felicio
