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Carlos Cezar Lobo da Costa
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18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
ÍNDICE
1. INTRODUÇÃO......................................................................................................................... 11
2. A TERRA NO ESPAÇO ............................................................................................................. 12
2.1. Movimentos da Terra ......................................................................................................... 13
2.2. Inclinação da Terra............................................................................................................ 14
2.3. Estações do Ano................................................................................................................. 15
2.3.1. Solstício de Inverno................................................................................................... 16
2.3.2. Solstício de Verão ..................................................................................................... 17
2.3.3. Equinócios .................................................................................................................. 17
2.4. Latitudes e Zonas Notáveis ............................................................................................... 17
2.4.1. Equador (Latitude Zero) ........................................................................................... 17
2.4.2. Trópicos de Câncer e de Capricórnio .................................................................. 18
2.4.3. Círculo Polar .............................................................................................................. 18
2.4.4. Zona Equatorial ......................................................................................................... 18
2.4.5. Zona Tropical ............................................................................................................. 19
2.4.6. Zona Subtropical ....................................................................................................... 19
2.4.7. Zona Temperada ...................................................................................................... 19
2.4.8. Zona Polar .................................................................................................................. 19
3. A ATMOSFERA TERRESTRE ....................................................................................................... 21
3.1. Composição do Ar Atmosférico ...................................................................................... 21
3.2. Vapor d'água...................................................................................................................... 22
3.3. Impurezas............................................................................................................................. 22
3.4. Estrutura Vertical da Atmosfera ....................................................................................... 22
3.4.1. Troposfera................................................................................................................... 23
3.4.2. Tropopausa ................................................................................................................ 24
3.4.3. Estratosfera................................................................................................................. 24
3.4.4. Mesosfera................................................................................................................... 25
3.4.5. Ionosfera ou Termosfera .......................................................................................... 25
3.4.6. Exosfera ...................................................................................................................... 26
3.5. Função da Atmosfera........................................................................................................ 26
3.5.1. Absorção ............................................................................................................... 26
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
3.5.2. Difusão.................................................................................................................... 27
3.5.3. Reflexão ................................................................................................................. 27
3.5.4. Albedo.................................................................................................................... 27
3.5.5. Efeito Estufa................................................................................................................27
4. TEMPERATURA DO AR ............................................................................................................. 30
4.1. Natureza do Calor e da Temperatura ............................................................................ 30
4.2. Termômetros ........................................................................................................................ 30
4.3. Propagação do Calor ....................................................................................................... 31
4.3.1. Convecção ........................................................................................................... 31
4.3.2. Advecção.............................................................................................................. 32
4.3.3. Condução ............................................................................................................. 33
4.3.4. Radiação ................................................................ Erro! Indicador não definido.
4.4. Variação Vertical da Temperatura ................................................................................. 32
4.5. Processo
Adiabático...............................................................................................................34
4.6.Outros Gradientes Térmicos...................................................................................................34
4.7. Variação Horizontal da Temperatura.............................................................................. 37
5. PRESSÃO ATMOSFÉRICA ........................................................................................................ 38
5.1. Medidas de Pressão........................................................................................................... 38
5.1.1. Barômetro de Mercúrio ....................................................................................... 39
5.1.2. Barômetro Aneróide............................................................................................. 40
5.2. Unidades de Pressão.......................................................................................................... 41
5.3. Variações da Pressão Atmosférica.................................................................................. 41
5.3.1. Variação da Pressão com a Altitude................................................................ 42
5.3.2. Variação Horizontal da Pressão ......................................................................... 42
5.3.3. Variação Diuturna da Pressão............................................................................ 42
5.3.4. Variação Dinâmica da Pressão ......................................................................... 43
5.4. Pressão da Estação - QFE.................................................................................................. 43
5.5. Pressão ao Nível do Mar - QFF.......................................................................................... 43
5.6. Campos de Pressão ........................................................................................................... 44
5.6.1. Superfície Isobárica.............................................................................................. 44
5.6.2. Isóbara.................................................................................................................... 44
5.7. Alta Pressão (ou Anticiclone)............................................................................................ 45
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
5.8. Baixa Pressão (ou Ciclone) ............................................................................................... 45
5.9. Crista ou Cunha.................................................................................................................. 46
5.10. Cavado.............................................................................................................................. 46
5.11. Colo .................................................................................................................................... 46
6. UMIDADE ATMOSFÉRICA........................................................................................................ 48
6.1. Medidas da Umidade ....................................................................................................... 48
6.1.1. Umidade Absoluta.................................................................................................... 48
6.1.2. Umidade Relativa ..................................................................................................... 49
6.1.3. Temperatura do Ponto de Orvalho ....................................................................... 50
6.2. Processos Físicos de Saturação........................................................................................ 50
6.2.1. Acréscimo de Vapor d’água ................................................................................. 50
6.2.2. Por Resfriamento ....................................................................................................... 50
6.2.2.1 Radiação.................................................................................................................
51
6.2.2.2. Advecção.............................................................................................................. 51
6.2.2.3 Efeito Orográfico................................................................................................... 52
6.2.2.4. Efeito Dinâmico.................................................................................................... 52
6.2.2.5. Convecção.......................................................................................................... 52
6.3. Ciclo Hidrológico................................................................................................................ 53
7. NEBULOSIDADE ....................................................................................................................... 55
7.1. Processos de Formação.................................................................................................... 55
7.2. Classificação das Nuvens ................................................................................................. 56
7.2.1. Nuvens do Estágio Alto ............................................................................................ 56
7.2.2. Nuvens do Estágio Médio........................................................................................ 58
7.2.3. Nuvens do Estágio Baixo.......................................................................................... 60
7.2.4. Nuvens de Desenvolvimento Vertical......................................................................62
7.3. Miscelâneas de Nuvens........................................................................................................... 64
8. NEVOEIRO............................................................................................................................... 70
8.1.Nevoeiro de Radiação....................................................................................................... 70
8.2 Nevoeiro de Advecção........................................................................................................ 70
8.3. Nevoeiro de Evaporação.................................................................................................... 71
8.4. Nevoeiro Frontal..................................................................................................................... 71
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
8.5. Nevoeiro Orográfico...............................................................................................................
72
9. HIDROMETEOROS E LITOMETEOROS ...................................................................................... 73
9.1. Névoa Úmida ...................................................................................................................... 73
9.2 Hidrometeoros que se Precipitam 73
9.2.1. Chuva ......................................................................................................................... 73
9.2.2. Chuvisco..................................................................................................................... 74
9.2.3. Água - Neve............................................................................................................... 74
9.2.4. Granizo........................................................................................................................ 74
9.2.5. Neve............................................................................................................................ 74
9.3. Hidrometeoros que se depositam ................................................................................... 75
9.3.1. Escarcha..................................................................................................................... 75
9.3.2. Orvalho ....................................................................................................................... 75
9.3.3. Geada ........................................................................................................................ 75
9.4. Litometeoros 76
9.4.1. Névoa Seca ..76
9.4.2.Fumaça ..76
9.4.3. Poeira 77
10. ATMOSFERA PADRÃO........................................................................................................... 78
10.1. Características ................................................................................................................. 78
10.2 Superfícies Isobáricas........................................................................................................ 79
10.3. Conceitos de Altitudes .................................................................................................... 79
11. ALTIMETRIA ............................................................................................................................ 81
11.1. Ajuste Padrão.................................................................................................................... 82
11.2. Erro Altimétrico de Temperatura .................................................................................... 84
11. 3. Altitude Densidade ......................................................................................................... 84
12. VENTO ................................................................................................................................... 87
12.1. Relação entre Pressão e Vento ..................................................................................... 88
12.2. Gradiente de Pressão ...................................................................................................... 88
12.3. Força Centrífuga............................................................................................................... 89
12.4. Efeito da Rotação da Terra ............................................................................................ 89
12.5. Circulação dos Ventos .................................................................................................... 90
12.6. Lei de Buys Ballot............................................................................................................... 91
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
12.7. Camada de Fricção e Atmosfera Livre........................................................................ 92
12.7.1. Divisão da Camada de Fricção .......................................................................... 92
13. CIRCULAÇÃO GERAL DOS VENTOS .................................................................................... 94
13.1. Circulação Inferior............................................................................................................ 94
13.2. Circulação Superior dita Predominante de Oeste..................................................... 95
13.3. Circulação Secundária ................................................................................................... 96
13.4. Cisalhamento do Vento.................................................................................................. 98
14. TROVOADAS........................................................................................................................100
14.1. Condições de Desenvolvimento das Trovoadas.........................................................100
14.2. Tipos de
Trovoadas..............................................................................................................10
1
14.3. Desenvolvimento de uma
Trovoada..............................................................................101
14.4. Ciclo de Vida de uma
Trovoada.....................................................................................103
14.4.1. Estágio de Cumulus.............................................................................................. 104
14.4.2. Estágio da
Maturidade.............................................................................................105
14.4.3. Estágio de Dissipação..............................................................................................
106
14.5. Variedades das Trovoadas...............................................................................................
107
14.5.1. Trovoadas Severas....................................................................................................
108
14.6. Perigos de Vôo em uma Trovoada.................................................................................110
14.6.1.
Turbulência..................................................................................................................110
14.6.2. Granizos.......................................................................................................................
111
14.6.3. Formação de Gelo...................................................................................................
111
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
14.6.4. Raios e Eletricidade Estática...................................................................................
112
14.6.5. Precipitação, Visibilidade e Teto............................................................................112
14.6.6. Efeitos nos Altímetros................................................................................................
113
14.6.7. Ventos de Superfície.................................................................................................113
14.7. Complexos Convectivos de Mesoescala......................................................................114
14.8. Micro-Explosões (Tesoura de Vento)...............................................................................115
14.9.
Relâmpagos.........................................................................................................................116
14.9.1. Eletrização das Nuvens........................................................................................... 118
14.9.2. Proteção Contra Relâmpagos...............................................................................119
14.9.3.Proteção de Pessoas.................................................................................................120
Sprites, Elves e Jatos Azuis....................................................................................................
121
15. SISTEMAS FRONTAIS............................................................................................................ 123
15.1. Massas de Ar...........................................................................................................................
123
15.2. Regiões de Origem...............................................................................................................
123
15.3. Classificação das Massas de Ar.........................................................................................
124
15.4. Características das Massas de Ar......................................................................................125
15.5. Frentes......................................................................................................................................
126
15.5.1.Frente Quente............................................................................................................
128
15.5.2. Frente
Fria....................................................................................................................130
15.5.3. Frente Estacionária...................................................................................................
132
15.5.4. Frente Oclusa.............................................................................................................
133
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
15.5.5. Linhas de Instabilidade............................................................................................134
15.5.6. Frente de Rajada......................................................................................................135
15.5.7. Frentes Frias no Brasil.................................................................................................136
15.5.8. Frentes Quentes no Brasil........................................................................................137
15.5.9. Frontogênese e Frontólise.......................................................................................138
16. CONDIÇÕES METEOROLÓGICAS ADVERSAS AO VÔO................................................... 139
16.1. Restrições à Visibilidade ............................................................................................... 139
16.2. Fenômenos que Restringem a Visibilidade................................................................ 139
16.3. Tipos de Visibilidade....................................................................................................... 139
16.3.1. Visibilidade Horizontal...............................................................................................
139
16.3.2. Visibilidade Oblíqua ............................................................................................. 140
16.4. Fatores Agravantes da Visibilidade............................................................................. 141
17. FORMAÇÃO DE GELO EM AERONAVES............................................................................ 141
17.1 Condições para a Formação de Gelo..........................................................................142
17.2. Condições Básicas do Gelo: ........................................................................................ 142
17.3.Fatores Aerodinâmicos para a Formação de Gelo....................................................143
17.4. Tipos de Formação de Gelo......................................................................................... 144
17.4.1. Gelo Claro.............................................................................................................. 144
17.4.2. Gelo Opaco (ou Escarcha) ................................................................................ 144
17.4.3. Geada.................................................................................................................... 144
17.5. Intensidade de Formação de Gelo ............................................................................ 145
17.5.1. Formação Leve..................................................................................................... 145
17.5.2. Formação Moderada.......................................................................................... 145
17.5.3. Formação Forte..................................................................................................... 145
17.6. Sistemas Antigelo............................................................................................................ 146
17.6.1. Sistema Mecânico................................................................................................ 146
17.6.2. Sistema Térmico .................................................................................................... 146
17.6.3. Sistema Químico ................................................................................................... 146
17.7. Áreas Críticas de Formação de Gelo......................................................................... 146
17.7.1. Sistema de Carburação..........................................................................................
147
17.7.2. Asas e Empenagem............................................................................................. 147
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
17.7.3. Hélices..................................................................................................................... 148
17.7.4. Tubo de Pitot .......................................................................................................... 148
17.7.5. Antenas................................................................................................................... 148
17.8. Minimizando ou Evitando os Efeitos da Formação de Gelo................................... 148
18. TURBULÊNCIA ...................................................................................................................... 150
18.1. Causas da Turbulência.................................................................................................. 150
18.1.1. Correntes Convectivas......................................................................................... 151
18.1.2. Obstruções ao Fluxo de Ar .................................................................................. 151
18.1.3. Ondas de Montanha............................................................................................ 152
18.1.4. Cortante do Vento................................................................................................ 153
18.1.5. Esteira de Grandes Aeronaves ........................................................................... 153
18.2. Helicóptderos 154
18.3. Conselhos Úteis ............................................................................................................... 156
18.4. Graus de Intensidade da Turbulência ........................................................................ 156
18.4.1. Turbulência Leve ................................................................................................... 157
18.4.2. Turbulência Moderada ........................................................................................ 157
18.4.3. Turbulência Forte................................................................................................... 157
18.4.4. Turbulência Severa ............................................................................................... 157
19. SERVIÇO DE METEOROLOGIA AERONÁUTICA.................................................................. 158
19.1. Rede de Coleta de Dados Básicos ............................................................................. 158
19.1.1. Estação Meteorológica de Superfície (EMS).................................................... 159
19.1.2. Estação Meteorológica de Altitude (EMA) ...................................................... 160
19.1.3. Estação de Rastreamento de Satélite Meteorológico (ERS) ........................ .161
19.1.4. Estação de Radar Meteorológico (ERM)............................................................ 161
19.2. Rede de Centros Meteorológicos ................................................................................. 158
19.2.1. Centro Regional de Previsão de Área (RAFC) ................................................... 158
19.2.2. Centro Meteorológico de Vigilância (CMV)...................................................... 159
19.2.3. Centro Meteorológico de Aeródromo (CMA)................................................... 163
19.2.4. Centro Meteorológico Militar (CMM) .................................................................. 164
20. INFORMAÇÕES METEOROLÓGICAS.................................................................................... 161
20.1. Mensagem METAR/SPECI ................................................................................................ 165
20.1.1. Estrutura da Mensagem METAR............................................................................ 165
20.2. Mensagem TAF ................................................................................................................. 184
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
20.2.1. Validade do TAF:.................................................................................................... 184
20.2.2. Estrutura da Mensagem TAF ................................................................................ 184
20.3 Elementos do Código TAF................................................................................................ 184
20.4. Condição CAVOK............................................................................................................ 195
20.5. Condição NSC ........................................................................................................... 195
20.6. Condição NSW........................................................................................................... 195
20.7. Emenda na Mensagem TAF..................................................................................... 195
20.3. Mensagem AIREP ............................................................................................................. 196
20.3.1. Composição da Mensagem ................................................................................ 196
20.3.2. Airep Especial .......................................................................................................... 197
20.4. Mensagens de Vigilância ............................................................................................... 198
20.4.1. Mensagem SIGMET................................................................................................. 199
20.4.2. Aviso de Aeródromo .............................................................................................. 201
20.4.3. GAMET ...................................................................................................................... 202
20.4.4. AIRMET ...................................................................................................................... 202
20.4.5. WS WRNG ................................................................................................................. 203
21. CARTAS METEOROLÓGICAS................................................................................................ 204
21.1. Sig Wx Prog Chart ............................................................................................................. 204
21.1.1 . Simbologia dos Fenômenos................................................................................. 205
21.1.2. Abreviaturas dos Fenômenos ............................................................................... 206
21.2. Wind Aloft Prog Chart ...................................................................................................... 208
22. CICLONES EXTRA-TROPICAIS .............................................................................................. 211
22.1. Furacões........................................................................................................................... 211
22.1.1. Desenvolvimento de um Furacão ..................................................................... 212
22.1.2. Estágios de Desenvolvimento............................................................................. 213
22.1.3. Condições de Dissipação.......................................................................................
215
22.1.4. Danos de Furacões...................................................................................................
212
22.1.5. Marés Barométricas..................................................................................................
213
22.1.6. Danos de Ventos.......................................................................................................
214
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
22.1.7. Danos de Enchentes................................................................................................215
22.1.8. Previsões de Furacões..............................................................................................220
22.1.9. Satélites Meteorológicos.........................................................................................220
22.1.10. Reconhecimento de Aeronaves........................................................................
221
22.1.11. Radar e Bóias de Dados.......................................................................................223
22.1.12. Alertas e Avisos de Furacões................................................................................224
23. TORNADOS...........................................................................................................................226
23.1. Variedades de Tornados...................................................................................................
228
23.2. Desenvolvimento dos Tornados......................................................................................
229
23.3. Climatologia dos Tornados...............................................................................................
231
23.4. Danos dos Tornados...........................................................................................................232
23.5. Previsão de Tornados.........................................................................................................233
23.6. Alerta e Avisos de Tornados..............................................................................................
234
23.7. Radar Doppler.....................................................................................................................
235
24. EL NIÑO E LA NIÑA..............................................................................................................
237
25. COMO SE FORMA A AURORA............................................................................................
242
26. A POLUIÇÃO DO AR .......................................................................................................... 243
26.1. Conseqüências da Poluição............................................................................................
244
26.2. Camada de Ozônio...........................................................................................................
248
26.3. Chuva Ácida........................................................................................................................
250
27. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................................................
254
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
METEOROLOGIA
1. Introdução
O tempo representa um fator que permanentemente interfere na vida do
homem e em todas as suas atividades.
Ao nos referirmos a tão importante fator, a nossa mente, embora voltada para
o tempo propriamente dito, não lhe exclui o outro aspecto, o de clima. Assunto que,
de uma maneira ou de outra, em uma ou mais ocasiões, já determinou mudanças de
atitudes em milhares de pessoas.
A Meteorologia é o ramo da Geofísica que estuda os fenômenos que ocorrem
na atmosfera terrestre.
A Meteorologia, como ciência, não tem tido o progresso desejado, não se
desenvolvendo da mesma forma que os demais ramos da Geofísica. Forçada pelas
necessidades profissionais imediatas, tem sido mais utilizada diretamente nos diversos
setores de atividades humanas, em detrimento da pesquisa e investigações científicas.
A atual evolução do campo científico e o progresso geofísico em geral estão,
finalmente, fazendo a Meteorologia retornar a sua base puramente científica,
colocando-a no seu devido lugar como a verdadeira ciência da atmosfera.
Na Aeronáutica, em função da atmosfera terrestre ser o habitat natural das
operações aéreas, a Meteorologia encontra sua principal utilidade e, desse modo,
todos os estudos e aplicações feitas nessa área deverão ser, necessariamente, em
função da economia e da segurança do vôo, sendo, portanto a Meteorologia
Aeronáutica, o estudo dos fenômenos que ocorrem na atmosfera, tendo em vista a
economia e a segurança do vôo. Este trabalho destina-se a orientar aos alunos do
Curso de Pilotagem Aérea no estudo dessa ciência, como base de apoio para um
melhor desenvolvimento de suas atividades dentro do Sistema da Aviação Civil
Brasileira.
2. A TERRA NO ESPAÇO
A Terra é o terceiro planeta do nosso sistema, por ordem de distância do Sol,
com um diâmetro aproximado de 12.500 km. Em virtude da forma elíptica da órbita
terrestre, a distância Terra-Sol varia ao longo do ano em torno de um valor médio de
149.600.000 km. O ponto da trajetória da Terra que se acha mais próximo do Sol
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
chama-se "Periélio", e o mais distante, "Afélio". Logo, comparando a Terra com os
demais astros do universo, podemos concluir que o mundo que habitamos é bem
pequeno.
2.1 Movimentos da Terra
Tendo como referência o Sol, a Terra executa dois movimentos básicos dentro
do sistema solar. Vamos estudar cada um deles e identificar sua influência nas
condições de tempo.
a) Movimento de Rotação
Este movimento da Terra é feito com velocidade constante em torno de um
eixo imaginário, cuja direção são os pólos terrestres. A rotação da Terra em torno do
seu eixo se faz no sentido Oeste para Este, num período de 24 horas. Assim, a Terra tem
sempre uma de suas faces voltadas para o Sol (é o dia), enquanto que a outra fica às
escuras (é à noite). O fenômeno dos dias e noites, causado pelo do movimento de
rotação é responsável pelas variações físicas locais da atmosfera, resultantes do
aquecimento diurno e do resfriamento noturno.
Rotação da Terra
b) Movimento de Translação ou Revolução
Neste movimento a Terra percorre uma trajetória elíptica, de oeste para este
em torno do Sol, num período de 365 dias e ¼ de dia. Para se evitar erros na medida
do ano, introduziu-se a cada quatro anos, um Ano Bissexto de 366 dias.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Translação da Terra
A órbita elíptica da Terra, no movimento de translação, faz com que ela
periodicamente se situe mais perto do Sol (Periélio) e mais afastada (Afélio). Estes dois
pontos, Periélio e Afélio, recebem o nome de Solstícios e ocorrem, respectivamente, nos
dias 22 de dezembro e 21 de junho (Inverno e Verão no Hemisfério Norte).
2.2 Inclinação da Terra
O eixo polar da Terra apresenta uma pequena inclinação de 23°27’ em
relação à perpendicular ao plano da órbita terrestre. Em conseqüência, o plano que
contém o Equador, mantém o mesmo ângulo com o plano da órbita terrestre.
Essa inclinação que provoca a diferença na duração do dia e da noite, e faz
com que os raios solares atinjam a Terra mais diretamente ou obliquamente, o que
causa as diferenças na forma de aquecimento das diversas regiões da Terra. Na região
equatorial, os raios são mais diretos e, por isso, os trópicos são mais aquecidos. À
medida que caminhamos para os pólos, os raios solares passam a incidir mais oblíquos,
também pela curvatura da Terra, tornando essas regiões polares mais frias.
As diferenças na forma de aquecimento das regiões da Terra, associadas ao
movimento de translação, resultam nas estações do ano.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Inclinação da Terra
2.3 Estações do Ano
Para um observador fixo na Terra, o Sol se movimenta na esfera celeste. A
combinação da obliqüidade do plano de órbita com o movimento de translação dá
a esse observador a impressão de que o Sol se desloca na direção norte/sul ao longo
do ano. Analogamente, o movimento de rotação dá a impressão que o Sol se move
no sentido leste/oeste ao longo do dia.
Climatologicamente, as condições atmosféricas se caracterizam de modo
muito especial durante o movimento de translação da Terra ao longo do ano. Se
considerarmos, inicialmente, a Terra partindo de um ponto espacial, determinado pelo
nosso calendário oficial, verificaremos que, de modo cíclico, essas condições se
repetem de maneira semelhante, surgindo, como conseqüência, as estações do ano,
que se iniciam nos instantes denominados "Solstícios" e "Equinócios".
Tendo o hemisfério norte como referência, o Solstício de Verão, o de Inverno,
o Equinócio de Primavera e o de Outono correspondem aos inícios dessas estações
naquele hemisfério.
Como já foi visto, o eixo imaginário em torno do qual a terra gira está
inclinada em relação ao plano de sua órbita. Esta inclinação determina a variação da
energia solar recebida pelas diferentes regiões da Terra e, por conseguinte, as
estações do Ano. Conforme esteja a Terra, de um lado ou outro do Sol, cada
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hemisfério estará recebendo mais ou menos energia, determinando maior ou menor
aquecimento das regiões.
Estações do ano
2.3.1 Solstício de Inverno
Quando a Terra se encontra no Periélio (posição mais próxima do Sol), expõe
diretamente o seu Hemisfério Sul à incidência solar e isso resulta uma maior
concentração de raios solares por unidade de área da sua superfície e,
conseqüentemente, maior aquecimento. É o verão no Hemisfério Sul.
No hemisfério Norte, com a Terra ainda no Periélio, ocorre exatamente o
oposto. A incidência solar se faz indiretamente, acarretando menor concentração de
raios solares por unidade de área e, conseqüentemente, menor aquecimento. Isso
provoca o Inverno no Hemisfério Norte e esse Solstício recebe o nome de Solstício de
Inverno.
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2.3.2 Solstício de Verão
Quando a Terra se encontra no Afélio (posição mais afastada do Sol), seu
Hemisfério Norte acha-se diretamente exposto aos raios solares e, conseqüentemente,
recebe maior aquecimento. É o verão no Hemisfério Norte.
O Hemisfério Sul, com a Terra ainda no Afélio, recebe a incidência solar
indiretamente, acarretando menor aquecimento. É o inverno do Hemisfério Sul. Este é
o Solstício de Verão, por coincidir com o verão do Hemisfério Norte.
2.3.3 Equinócios
Nos pontos equinociais, os dois hemisférios recebem, praticante, a mesma
incidência solar, porque a Terra apresenta a mesma posição relativa ao Sol.
a) Equinócio Vernal
A 21 de março ocorre o Equinócio Vernal ou de Primavera porque, no
Hemisfério Norte, está iniciando a primavera. Ao mesmo tempo, no Hemisfério Sul, está
iniciando o Outono, que é a estação de transição para o Inverno.
b) Equinócio Outonal
A 23 de setembro ocorre o Equinócio Outonal porque, no Hemisfério Norte
está iniciando o Outono. Simultaneamente, no Hemisfério Sul, tem início à primavera,
que é a estação de transição para o Verão.
2.4 Latitudes e Zonas Notáveis
As diversas posições da Terra no espaço, em relação ao Sol, fazem surgir
zonas de características peculiares, bastante importantes no contexto meteorológico.
Vejamos as principais latitudes terrestres:
2.4.1 Equador (Latitude Zero)
Maior circunferência do globo terrestre, com aproximadamente 40.000 km,
divide a Terra em dois hemisférios. Os raios solares se projetam perpendicularmente
sobre esta latitude, durante os Equinócios de Primavera e Outono.
2.4.2 Trópicos de Câncer e de Capricórnio
Latitude de 23 graus e 27 minutos. Os raios solares se projetam
perpendicularmente sobre esta latitude, tanto no Hemisfério Sul (Trópico de
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Capricórnio) quanto no Hemisfério Norte (Trópico de Câncer), nos Solstícios de Inverno
e de Verão, respectivamente.
2.4.3 Círculo Polar
Latitude de 66 graus e 33 minutos. Os raios solares tangenciam esta latitude
tanto no Hemisfério Sul (Círculo Polar Antártico) quanto no Hemisfério Norte (Círculo
Polar Ártico), durante Inverno, formando as "longas noites" nas localidades acima
deste paralelo.
Círculo Polar Antártico
2.4.4 Zona Equatorial
Geograficamente, a zona equatorial está situada imediatamente em torno do
Equador Terrestre, formando a região mais aquecida e úmida da Terra.
Meteorologicamente corresponde à estreita faixa ocupada pelos ventos alísios do
Hemisfério Norte e do Sul, também denominada "Zona de Convergência Intertropical"
(ITCZ) ou "Equador Meteorológico".
2.4.5 Zona Tropical
Geograficamente, a Zona ou Região Tropical corresponde à área
compreendida entre os Trópicos de Câncer e Capricórnio. Meteorologicamente, a
região tropical é a principal área de "exportação" de umidade para as demais regiões
da Terra, responsável, portanto, pelo equilíbrio térmico das regiões mais frias.
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2.4.6 Zona Subtropical
Corresponde à estreita faixa formada entre o paralelo 30 (norte ou sul) e um
dos Trópicos (Câncer ou Capricórnio). É uma zona de transição entre as regiões frias e
quentes. Trata-se da região climaticamente mais regular. As chuvas são bem
distribuídas durante o ano inteiro, e as quatro estações do ano são bem nítidas. O
calor do verão contrasta com as geadas do inverno, passando pelas temperaturas
mais amenas no Outono e na Primavera. No Brasil, é a região onde ocorre, embora
esporadicamente, precipitação de neve.
O paralelo 30 (tanto norte quanto sul) é conhecido por "latitude de cavalo",
região das grandes calmarias marítimas, proporcionadas pelos anticiclones ali
formados.
2.4.7 Zona Temperada
Corresponde à área compreendida entre o paralelo 30 e o Círculo Polar
(Ártico ou Antártico). É uma região climaticamente bem definida, de nítidas estações
do ano, embora o verão não seja tão quente quanto o subtropical.
2.4.8 Zona Polar
Corresponde à área situada acima do Círculo Polar, onde as temperaturas
são, geralmente, muito baixas. É uma região de clima eminentemente oposto ao
tropical. É, também, a região onde existe a maior diferença entre a duração dos dias
e das noites. No verão, não escurece; no inverno, os raios solares praticamente não
aparecem, surgindo somente um leve clarão no horizonte, nas áreas próximas ao
paralelo 66. Na parte central, bem no pólo, a longa noite de inverno dura seis meses.
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Zona Polar
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3. A ATMOSFERA TERRESTRE
O planeta Terra é, provavelmente, o único no qual a atmosfera sustenta a
vida como nós a conhecemos. O tempo, como um estado da atmosfera, em
qualquer hora e lugar, muita influência exerce sobre as nossas atividades. Certamente,
pelo menos um importante compromisso já adiamos ou cancelamos por motivos
atmosféricos. Evidentemente, as condições do tempo têm muito a ver com o dia-a-dia
de todos, mas poucas atividades humanas são tão dependentes das condições da
atmosfera quanto a navegação aérea.
A Terra, em sua órbita em torno do Sol, acha-se envolvida por uma camada
gasosa, chamada Atmosfera.
A atmosfera é definida como sendo uma mistura mecânica, inodora e incolor
de gases, na qual, cada um dos seus componentes exerce uma função definida. A
atmosfera tem ainda a propriedade termoreguladora, que não permite o
aquecimento exagerado durante o dia e, à noite, evita as excessivas perdas desse
aquecimento. Na atmosfera iniciam e evoluem a totalidade dos fenômenos
meteorológicos.
3.1 Composição do Ar Atmosférico
O ar atmosférico é, como vimos, uma mistura de vários gases, que, em
condições normais, se apresenta inodora, insípida e incolor. Presa a Terra por ação da
gravidade, acompanha a massa sólida em todos os seus movimentos e, pela mesma
razão, mantém íntima relação com a massa líquida. Quando complemente seco, o ar
atmosférico possui uma composição aproximada de 78% de Nitrogênio e 21% de
Oxigênio. O 1% restante é composto de outros gases, tais como Argônio, Dióxido de
Carbono, Neônio, Hélio, Ozônio, Hidrogênio, etc.
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3.2 Vapor d'água
Em seu estado real, o ar atmosférico nunca se apresenta complemente seco
(0%). Por menor que seja, considerando-se a grande massa líquida do planeta, ele
sempre contém alguma fração de vapor d'água, cujo conteúdo pode chegar a
valores próximos a 4% do volume considerado, encontrados nas latitudes equatoriais
(quentes e úmidas). O acréscimo ocorrido no percentual do vapor d'água, por
unidade de volume, acarreta, necessariamente, um decréscimo proporcional nos
demais gases.
A importância da umidade do ar atmosférico é universalmente reconhecida
pela sua influência na defesa dos tecidos vivos contra as radiações solares e no
equilíbrio térmico do meio ambiente.
3.3 Impurezas
Os gases da atmosfera mantêm, em suspensão, um imenso número de
partículas de substâncias não gasosas de várias espécies, chamadas, no conjunto, de
poeira. Além da poeira visível, que algumas vezes satura o ar, toldando o Sol nas
regiões secas, a atmosfera carrega pequenas partículas de origem orgânica, tais
como sementes, esporos e bactérias. Mais numerosas, ainda, são as partículas
inorgânicas microscópicas, que contribuem para a formação de névoa e nuvens.
Algumas dessas partículas são provenientes do solo, de fumaças ou de sais de origem
oceânica, que são elevadas e dispersadas pelo vento e correntes de ar. Embora a
maior concentração de partículas seja encontrada nas camadas inferiores, algumas
são transportadas a grandes alturas, quando são atiradas para o ar por meio de
explosões vulcânicas, enquanto outras são resultantes da queima de meteoritos na
atmosfera superior, fornecendo poeira ao ar nas altitudes extremas.
Muitas dessas partículas são pequeníssimas, mas exercem dois efeitos
importantes sobre o tempo: primeiro absorvem água e constituem os núcleos em torno
dos quais ocorre a condensação do vapor d'água; segundo interceptam uma parte
do calor solar, diminuindo, sensivelmente, a temperatura média nas regiões afetadas.
3.4 Estrutura Vertical da Atmosfera
A atmosfera terrestre possui uma estrutura vertical extremamente variável
quanto aos aspectos composição, temperatura, umidade e movimentos. Para fins de
estudo, costuma-se dividir a atmosfera em várias camadas, em cujas regiões
encontramos peculiaridades relevantes.
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Foguetes a Lua
TROPOPAUSA
BALÃO TRIPULADO
AVIÃO A JATO
AVIÃO FOGUETE
MONTE EVEREST
PLANADOR
NÍVEL DO MAR
AURORA POLAR
Estrutura Vertical da Atmosfera
3.4.1 Troposfera
É a camada que se encontra em contato com a superfície, cuja espessura
varia segundo as estações do ano e a latitude. Nas regiões equatoriais, sua altitude
aproximada está entre 17 Km e 19 km; nas regiões de latitudes médias, entre 13 e 15
km e nas regiões polares, no em torno de 7 a 9 km. Ela corresponde ao invólucro onde
ocorrem os fenômenos meteorológicos mais importantes e que afetam diretamente a
vida sobre a superfície.
Como características da Troposfera, temos as seguintes:
a) os movimentos atmosféricos horizontais e verticais são intensos;
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b) a temperatura diminui com a altitude, numa razão média de 6,5°C/km;
c) cerca de 75% da massa total da atmosfera se encontram na Troposfera;
d) praticamente todo o vapor d'água da atmosfera se encontra na
Troposfera, razão pela qual ali se desenvolvem os principais fenômenos, logo esta é a
camada que apresenta maior densidade e;
e) o aquecimento da Troposfera se dá, principalmente, por absorção da
radiação de ondas longas, emitidas pela superfície terrestre, a qual, por sua vez, se
aquece pela absorção de ondas curtas emitidas pelo Sol. Por esta razão, a superfície
é considerada como fonte de calor para a Troposfera.
3.4.2 Tropopausa
Embora não seja propriamente uma camada, a Tropopausa é uma região
de transição entre a Troposfera e a Estratosfera. Para a aviação, a Tropopausa tem
grande significado em virtude da localização dos fortes ventos de oeste e das áreas
de intensa turbulência.
Por ser considerada o topo da Troposfera, a altitude da Tropopausa se
altera segundo os mesmos critérios de variação daquela camada. Sua principal
característica é possuir um gradiente térmico vertical muito pequeno e, na maioria das
vezes, isotérmico, cuja espessura varia de 3 a 5 km.
3.4.3 Estratosfera
Camada que se estende até cerca de 60 a 70 Km acima da superfície
terrestre, onde ocorre moderada penetração de radiação ultravioleta, que é
absorvida pelo oxigênio molecular, o qual se decompõe e forma uma zona de
concentração de Ozônio entre 25 e 35 Km. Este fato produz calor e torna a Ozonosfera
uma camada mais aquecida e com características próprias. Apresenta-se isotermal
do topo da Tropopausa até 20 Km; daí, até 50 km, ela se aquece atingindo
temperaturas superiores a 0 °C; a partir desse nível, volta a esfriar até cerca de -30 °C.
3.4.4 Mesosfera
Como a Troposfera, esta camada é aquecida por baixo, em virtude do
aquecimento da camada de ozônio pela radiação ultravioleta. Portanto, a
temperatura também decresce a uma razão média de 3,5 °C/km, atingindo, no topo
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da camada, cerca de 80 km de altitude, -90 °C, o valor mais baixo de toda a
atmosfera. Nessa camada são observados os fenômenos óticos conhecidos por
Aurora, vistos com maior freqüência nas latitudes médias e polares. Trata-se de linhas
claras e faixas de luz, produzidas pela passagem de partículas ionizadas, através dos
gases raros da atmosfera.
Aurora Boreal
3.4.5 Ionosfera ou Termosfera
Ionizada pela ação fotoquímica da radiação solar de baixíssimos
comprimentos de onda (Raios X, Gama e Ultravioleta), esta camada é de grande
importância pela sua propriedade de refletir ondas de rádio a grandes distâncias. Sua
altitude máxima pode atingir 500 km.
Por ser de interesse para o estudo das comunicações por rádio, a
Ionosfera foi subdividida pelos pesquisadores em três faixas significativas denominadas:
a) Camada D. De baixa concentração iônica, surge durante o dia por
causa da presença dos raios solares. Compreende a faixa do topo da Mesopausa à
altitude de 90 km. Nas latitudes temperadas surgem nuvens especiais, conhecidas por
Noctilucentes.
b) Camada E. Também conhecida por "Camada de Kennely e Heaviside",
situa-se na faixa entre 90 e 150 km. De alta concentração iônica durante o dia, surgem
ali, com freqüência, trilhas de meteoritos (estrelas cadentes).
c) Camada F. Também conhecida por "Camada de Appleton", situa-se na
faixa entre 150 e 500 km. É a mais ionizada das três e, por esta razão, a mais importante
para o estudo das comunicações.
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3.4.6 Exosfera
A Exosfera caracteriza-se por representar a mudança gradativa da atmosfera
terrestre em espaço interplanetário. Sem topo definido, devido a sua baixíssima
densidade, supõe-se que chegue à altitude de 1.000 km. Embora a noção de
temperatura se torne imprecisa em razão da rarefação das moléculas do ar, a partir
do topo da Mesopausa (-90 °C), a curva da temperatura se mantém, indicando
aumento gradativo até atingir valores próximos a 2.000 °C, dependendo da atividade
solar.
3.5 Função da Atmosfera
A função básica da atmosfera é filtrar seletivamente a radiação solar,
deixando passar até a superfície terrestre somente a radiação que esteja dentro dos
limites suportáveis à vida terrena. Essa filtragem seletiva que a atmosfera exerce sobre
a radiação solar processa-se através da absorção, difusão e reflexão.
3.5.1 Absorção
A absorção mais importante ocorre nas camadas superiores, quando as
formas de energia mais penetrantes e perigosas à vida chocam-se com os átomos da
atmosfera, alterando-lhes as estruturas com a eliminação de elétrons causando, assim,
a absorção.
3.5.2 Difusão
A difusão ocorre quando a luz passa através de um meio cujas partículas
tenham o diâmetro menor que o comprimento de onda da própria luz. Quando isso
ocorre, parte da luz se espalha ou é difundida em todas as direções. Este fenômeno
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inicia-se na Estratosfera. A luz de mais fácil difusão é a de cor azul, motivo pelo qual o
céu apresenta, durante o dia, essa coloração. As partículas macroscópicas do tipo
poeira e areia em suspensão difundem a cor amarelada e as partículas microscópicas
dos dias de névoa seca ou enfumaçados difundem a cor avermelhada. A difusão é,
portanto, o processo responsável pelas restrições à visibilidade.
3.5.3 Reflexão
Além da absorção e da difusão, uma boa parte da radiação solar, de
natureza luminosa, é refletida de volta para o espaço, principalmente pelas nuvens e
pela superfície da Terra.
3.5.4 Albedo
A capacidade de um corpo em refletir mais ou menos luz é representada
pelo albedo, que é uma relação entre a quantidade de luz refletida e a quantidade
de luz incidida sobre a superfície desse corpo.
O albedo médio da Terra, considerando-se uma cobertura média de
nebulosidade, é de 0,35, ou seja, da luminosidade recebida, a Terra devolve ao
espaço cerca de 35%.
Radiação Solar
3.5.5 Efeito Estufa
A atmosfera da Terra é constituída de gases que permitem a passagem da
radiação solar, e absorvem grande parte do calor (a radiação infravermelha térmica),
emitido pela superfície aquecida da Terra. Esta propriedade é conhecida como efeito
estufa. Graças a ela, a temperatura média da superfície do planeta mantém-se em
cerca de 15°C. Sem o efeito estufa, a temperatura média da Terra seria de 18°C abaixo
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de zero, ou seja, ele é responsável por um aumento de 33°C. Portanto, é benefício ao
planeta, pois cria condições para a existência de vida.
Quando se alerta para riscos relacionados com o efeito estufa, o que está em
foco é a sua possível intensificação, causada pela ação do homem, e a conseqüência
dessa intensificação para o clima da Terra. A hipótese da intensificação do fenômeno é
muito simples, do ponto de vista da física: quanto maior for a concentração de gases,
maior será o aprisionamento do calor, e conseqüentemente mais alta a temperatura
média do globo terrestre.
A maioria dos cientistas envolvidos em pesquisas climáticas está convencida
de que a intensificação do fenômeno em decorrência das ações e atividades
humanas, provocará esse aquecimento. Uma minoria discorda disso e indaga em que
medida esse aquecimento, caso esteja ocorrendo, se deve ao efeito estufa,
intensificado pela ação do homem.
Sem dúvida, que as descargas de gases na atmosfera por parte das indústrias
e das frotas de veículos, contribuem para aumentar o problema, e naturalmente ainda
continuarão a ser objeto de muita discussão entre os cientistas e a sociedade.
Efeito Estufa
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4. TEMPERATURA DO AR
Um parâmetro meteorológico de importância fundamental é a temperatura
do ar. Em muitas partes do mundo, está sujeita a grandes extremos e mudanças
súbitas, e a vida humana, as plantas e a vida dos animais são sensíveis a ela. Constitui,
assim, um importante fator na determinação das condições de vida e na
produtividade do solo nas diferentes regiões do mundo.
4.1 Natureza do Calor e da Temperatura
De acordo com a teoria da expansão molecular da constituição da matéria,
todas as substâncias são formadas de moléculas de movimentos mais ou menos
rápidos. Quando a velocidade do movimento intermolecular de um corpo aumenta, a
temperatura desse corpo se eleva. A energia capaz de acelerar o movimento
molecular de um corpo é chamada de calor, portanto, o calor cuja unidade de
medida se chama "caloria", a energia responsável pelo aumento da temperatura de
um corpo.
Os conceitos de temperatura, por outro lado, são tão imprecisos que não
existe uma definição satisfatória; todos eles partem para uma definição relacionada à
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sensação fisiológica do corpo humano. Portanto, nos bastará saber apenas que a
temperatura é um parâmetro indicador do estado térmico dos corpos, o que não
deve ser confundido com calor. O calor é uma manifestação de energia capaz de se
transformar em trabalho ou em outro tipo de energia, podendo passar de um corpo
para outro, quando suas temperaturas forem diferentes.
Embora o corpo humano possa reagir às variações térmicas do meio
ambiente, não constitui um instrumento acurado capaz de medir a temperatura do ar.
Para tal propósito necessitamos dos termômetros.
4.2 Termômetros
Quando um corpo é aquecido, ou seja, quando aumenta a sua temperatura,
o seu volume, na maioria dos casos, também aumenta. De maneira análoga, quando
se resfria, o seu volume diminui.
Aproveitando-se da propriedade que certas substâncias possuem de se
dilatarem e se contraírem com as variações térmicas, o físico alemão Daniel
Fahrenheit criou, em 1710, um instrumento capaz de medir as variações de
temperatura de um corpo e o denominou termômetro.
Os termômetros são, pois, instrumentos destinados a reagir, com precisão, às
variações térmicas de um corpo. Há vários tipos e formas, utilizados segundo sua
destinação.
Termômetro de Máximas e de mínimas temperaturas
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4.3 Propagação do Calor
O calor, como forma de energia, pode ser transferido de um corpo para
outro, quando há uma diferença de temperatura entre eles. O calor passa sempre de
um corpo mais aquecido para outro menos aquecido; daí dizer-se que o sentido de
propagação do calor é sempre no sentido das temperaturas mais baixas.
A transferência ou propagação do calor na atmosfera se faz, basicamente,
por quatro processos: convecção, advecção, condução e radiação.
4.3.1 Convecção
É o processo de propagação mais comum na atmosfera, que se traduz pelo
movimento vertical do ar por meio das correntes ascendentes e descendentes, que
levam ar mais aquecido para os níveis mais elevados e trazem um volume
correspondente de ar mais frio para a superfície. É o mesmo processo pelo qual a
água de uma panela exposta ao fogo se aquece igualmente em todos os níveis.
Podemos, então, definir convecção como sendo o processo de transmissão de calor
de um ponto a outro de um fluido, pelo deslocamento de seus átomos e moléculas
através de correntes convectivas.
Transporte Convectivo
4.3.2 Advecção
Processo pelo qual o ar é transportado horizontalmente, na tentativa de trazer
um equilíbrio entre as temperaturas. Como sabemos, o ar aquecido se expande e se
torna mais leve que o ar frio; isso gera uma diferença de pressão entre as regiões,
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
obrigando o deslocamento de grandes porções de ar no sentido horizontal a fim de
contrabalançar essas diferenças térmicas. Esse movimento horizontal do ar é que
denominamos de correntes advectivas.
4.3.3 Condução
Processo de transmissão do calor menos encontrado na atmosfera, visto que
esse processo só ocorre quando o ar é bastante denso. É a transferência do calor se
processando de molécula a molécula, sem as mudanças relativas da posição de
cada molécula de um corpo. Esse processo é mais comum aos sólidos.
4.3.4. Radiação
É a transferência de calor pela conversão da energia térmica em radiação
eletromagnética, de natureza semelhante à da luz e a reconversão dessa radiação
em calor pelo corpo sobre o qual tenha incidido a radiação. O aquecimento da Terra,
pela radiação solar, ocorre quando a radiação infravermelha, ao atingir a superfície,
faz vibrar suas moléculas, dando origem ao calor. É um processo pelo qual o calor
pode ser transferido de um corpo para outro, através de um meio quase desprovido
de matéria.
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4.4 Variação Vertical da Temperatura
No capítulo sobre "Atmosfera Terrestre", discutimos as divisões da atmosfera
em camadas e verificamos o comportamento da variação térmica vertical, desde a
superfície até o suposto "topo" da camada gasosa. Vimos que, inicialmente, a
temperatura decresce com a altitude, em razão de ser a superfície da Terra, e não o
Sol, que aquece diretamente o ar. Mas esse comportamento térmico é, como
dissemos, o "normal". Portanto, não nos devemos assustar se em algum momento tudo
ocorrer exatamente ao contrário.
A variação térmica com a altitude é conhecida por "gradiente térmico
vertical", que será "positivo" quando a temperatura diminuir com a altitude e "negativo"
quando aumentar.
Na média, o gradiente térmico vertical, nos níveis mais baixos da atmosfera, é
de 6,5°C/km (cerca de 0,65°C/100 m ou 2°C/1.000 pés). Mas, desde que se trata de
"média", este valor raramente ocorre. No entanto, o valor médio tem sua aplicação
prática: serve como "base" para calibração de instrumentos de aeronaves e
preparação de cartas de navegação.
O normal é a temperatura decrescer com a altitude; todavia, em algumas
ocasiões, ela aumenta, caracterizando a chamada "Inversão Térmica". A camada de
inversão pode ocorrer em diversos níveis, mas, na maioria das vezes, ela ocorre
"colada" ao solo. Sua causa principal é o resfriamento excessivo da superfície em noite
de céu claro, principalmente no inverno, ocasionando nevoeiros pela manhã e, o pior,
altos índices de poluição ambiental.
4.5. Processo Adiabático
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Processo termodinâmico que engloba as variações de temperatura e pressão
não considerando as variações de volume. A densidade absoluta ou massa específica
do ar diminui na vertical (altitude). Um volume de ar que sobe na atmosfera vai
penetrando em áreas de pressões cada vez menores e, em conseqüência vai se
expandindo, provocando resfriamento, ou seja, perda de temperatura por expansão,
sem troca com o meio ambiente.
Caso contrário, um volume de ar que se afunda na atmosfera vai penetrando
em áreas de pressões cada vez maiores e, em conseqüência, vai se comprimindo,
provocando aquecimento, ou seja, ganho de temperatura por compressão, sem troca
de calor com o meio ambiente. A este processo dá-se o nome de “processo
adiabático”.
4.6. Outros Gradientes Térmicos
O gradiente da razão adiabática seca cujo valor é igual a 1ºC/100 m, significa
que, o ar seco ao se elevar na atmosfera se resfria neste valor constante. Da mesma
maneira, a razão adiabática úmida, cujo valor é igual a 0,6ºC/100 m, significa que, o ar
saturado ao se elevar, dentro de nuvens, se resfriará neste valor constante.
O gradiente térmico isotérmico é o gradiente cuja temperatura não varia com
a altitude (gradiente nulo).
O gradiente térmico negativo, ao contrário, é aquele em que a temperatura
aumenta com a altitude, gerando as inversões térmicas. Estes dois últimos gradientes
geram estabilidade no ar.
O gradiente super-adiabático, é o gradiente cuja temperatura decresce em
valores maiores do que 1º C/100 m, e, ao chegar em valores iguais a 3,42ºC/100,
teremos o gradiente denominado auto-convectivo, também conhecido por
instabilidade absoluta, ocorre nas nuvens cumulunimbus.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
O gradiente do ponto de orvalho, é o gradiente que decresce em média
0,2ºC/100 m quando uma parcela de ar se eleva na atmosfera, convectivamente.
Nível de condensação convectiva (NCC), é o nível onde o ar saturado se
condensa e dá origem à formação de nebulosidade convectiva, geralmente nuvens
cumulus. Para se obter a altura da base desta nuvem, recorre-se a seguinte fórmula:
NCC = 125x (T – PO)
Onde o NCC é a altura da nuvem em metros.
Resumindo:
INSTABILIDADE
Instabilidade - Mau tempo
Sistema Bárico Convergente
Nuvens Cumuliformes
(CU-TCU-CB-AC-CC)
TRV, RPG, GRZ, VNT RJD, Turbulência
Frente Fria
>>>>1ºC Gelo Claro, Cristal, Vítreo, Transparente, Vidrado
ESTABILIDADE
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Estabilidade – Bom Tempo
Nuvens Estratiformes
(ST-NS-AS-CS-CI)
PRP LEV CNT (AS)
NVO
ISC (ST)
Gelo Opaco, Escarcha, Amorfo, Granular
≥≥≥≥ 0,6ºC
CONDICIONAL
SC
Stratocumulus
• Instável (ar saturado)
• Estável (ar não saturado)
0,6ºC 1ºC
4.7. Variação Horizontal da Temperatura
A variação horizontal da temperatura determina diferenças nas médias das
temperaturas verificadas de local para local da Terra, principalmente no sentido
longitudinal, nas diversas épocas do ano. As condições de temperatura em qualquer
ponto do globo terrestre dependem, de um modo geral, dos seguintes fatores:
latitude, intensidade e duração da radiação solar, insolação, albedo da superfície e
aspectos físicos da superfície, se marítima ou continental.
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A variação horizontal da temperatura ou campo termal da atmosfera constitui
um dos elementos mais importantes para a análise e estudo do comportamento da
atmosfera. Na análise meteorológica, o campo termal é representado pelo traçado
de linhas que ligam pontos de iguais valores de temperatura, que são chamadas de
isotermas.
5. PRESSÃO ATMOSFÉRICA
O ar atmosférico, por ser matéria, tem peso. Este peso, num passado não
muito distante, era totalmente ignorado pelos homens de ciência. Somente após a
experiência realizada por Evangelista Torricelli, em 1643, pôde ser demonstrado o
quanto pesa a atmosfera sobre a superfície do solo. A experiência de Torricelli deu
origem ao barômetro de mercúrio, instrumento responsável pela elevação do estudo
da atmosfera à categoria de ciência.
A pressão do ar atmosférico é o resultado da força exercida em todas as
direções, por efeito do peso do ar. Como conseqüência dos diversos movimentos
constantes do ar, das variações de sua temperatura e do teor de vapor d'água, o
peso do ar atmosférico, sobre um dado ponto, varia constantemente. A pressão,
portanto, de maneira análoga à temperatura, nunca se estabiliza.
Contrariamente às variações térmicas, as variações da pressão não são, de
ordinário, perceptíveis aos sentidos humanos. Elas constituem, no entanto, um aspecto
importante do tempo, pelas relações que apresentam com as mudanças das
condições meteorológicas.
Para a aviação, a pressão do ar atmosférico tem um sentido todo especial,
pois, sem essa informação, a navegação aérea teria um sério problema de
segurança.
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5.1 Medidas de Pressão
Como a pressão do ar varia constantemente, é necessário que os seus valores
sejam devidamente medidos.
5.1.1 Barômetro de Mercúrio
O instrumento usado para medir, de maneira acurada, a pressão atmosférica
é o barômetro de mercúrio.
Quando se mergulha a extremidade aberta de um tubo de vidro, com cerca
de 90 cm de comprimento, cheio de mercúrio, num recipiente também contendo
mercúrio, o conteúdo do tubo tende a escoar-se para o recipiente, até que a coluna
de mercúrio dentro do tubo seja equilibrada pela pressão do ar, exercida sobre a
superfície livre do recipiente. O comprimento da coluna do mercúrio torna-se, pois,
uma medida de pressão do ar. Esta foi a experiência realizada por Torricelli em 1643.
Os instrumentos usados hoje para medir a pressão atmosférica nada mais são
que refinamentos mecânicos do barômetro original.
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Barômetros de Mercúrio
5.1.2 Barômetro Aneróide
Funcionando como “altímetros” e “barógrafos”, o barômetro aneróide
consiste, essencialmente, de uma caixa metálica flexível, complemente fechada,
dentro da qual é feito vácuo parcial. Uma pequena mola no seu interior impede que
ela seja esmagada pela pressão externa. A câmara flexível reage às variações de
pressão, cujos movimentos resultantes são transmitidos a um ponteiro que se desloca
sobre um mostrador.
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Barógrafo
5.2 Unidades de Pressão
As unidades de pressão de interesse aeronáutico são aquelas de uso nos
boletins meteorológicos, nos altímetros das aeronaves e das torres de controle de vôo.
Não abordaremos, neste estudo, outras unidades, como, por exemplo, as utilizadas nas
indústrias.
a) Hectopascal (hPa). Esta unidade é utilizada internacionalmente, tanto nos
boletins meteorológicos quanto nos altímetros dos aviões. Corresponde a 1.000
dinas/cm², no sistema CGS de unidades.
Algumas publicações aeronáuticas ainda utilizam o milibar (mb), unidade
numericamente equivalente ao hectopascal (hPa). Todavia, a Organização de
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Aviação Civil Internacional (OACI) recomendou, por meio da Emenda 14 ao Anexo 5,
substituir a mb pelo hPa como unidade de medida de pressão para fins aeronáuticos,
a partir de 01.01.86.
b) Polegada de mercúrio (pol Hg). É a medida da altura da coluna de
mercúrio do barômetro em polegadas. Esta unidade ainda é muito utilizada nos países
de língua inglesa. 1 pol Hg = 33,86 hPa (aproximadamente). No Brasil, muitos altímetros
ainda utilizam essa escala.
c) Centímetro de mercúrio (cm Hg). Analogamente, é a medida da altura da
coluna de mercúrio do barômetro, em centímetros. 1 cm Hg = 13,33 hPa
(aproximadamente).
d) Milímetro de mercúrio (mm Hg). É a medida da altura da coluna de
mercúrio do barômetro, em milímetros. 1 mm Hg = 1,33 hPa (aproximadamente).
5.3 Variações da Pressão Atmosférica
Como vimos, a pressão do ar num dado ponto é uma força exercida em
todas as direções, pelo total do ar acima desse ponto. Por efeito de movimentos
constantes do ar, variações de sua temperatura e teor de vapor de água, o peso do
ar sobre um dado ponto sofre variações constantes. A pressão, da mesma forma que
a temperatura, nunca se estabiliza por um período de tempo e. conjuntamente, esses
dois parâmetros determinam a maior parte das mudanças nas condições
meteorológicas.
5.3.1 Variação da Pressão com a Altitude
À medida que nos elevamos acima do nível do mar, diminuímos o ar acima
de nós e a pressão cai, rapidamente nos níveis inferiores e mais densos, e mais
lentamente à medida que o ar se torna mais rarefeito. Estudos têm mostrado que
cerca de 50% do peso da atmosfera acha-se concentrado abaixo dos primeiros 5.500
metros, ou seja, até o nível isobárico de 500 hPa. O restante de seu peso se encontra
espalhado até os limites superiores da atmosfera.
A densidade e o peso do ar dependem da sua temperatura e, em menor
proporção, do seu teor de umidade e da força de gravidade. Assim sendo, nenhuma
correção de altitude poderá ser feita com perfeição se não considerarmos,
principalmente, a temperatura.
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A variação vertical da pressão do ar, em realidade, não ocorre de modo
constante. Para a navegação aérea, no entanto, utilizam-se valores padronizados de
altura em relação a valores de pressão, cujos resultados são satisfatórios,
principalmente nos níveis inferiores da Troposfera. Consideremos, para cálculos
práticos, a seguinte relação: 1 hPa = 30 pés (aproximadamente).
5.3.2 Variação Horizontal da Pressão
Se a atmosfera estivesse em repouso, predominariam sobre os continentes,
durante o verão, altas temperaturas e baixas pressões e, sobre os oceanos, baixas
temperaturas e altas pressões. No inverno, as configurações se inverteriam.
Em realidade, a situação não é tão simples assim. Além da periodicidade da
radiação solar, os ventos, associados à topografia, desempenham importante papel
na distribuição dos campos de pressão. A barlavento das grandes elevações, o ar em
escoamento tende a represar-se, criando situações de alta pressão, enquanto, a
sotavento, ocorre a formação de baixas pressões. Além disso, as perturbações da
atmosfera estão em permanentes alterações, ora se intensificando, ora se
enfraquecendo, e, quase sempre, deslocando-se horizontalmente. Assim, torna-se
clara a grande complexidade das variações horizontais do campo de pressão,
residindo aí o grande desafio da previsão do tempo.
5.3.3 Variação Diuturna da Pressão
A atmosfera oscila para cima e para baixo, como se fosse uma mola, sob o
efeito da atração solar. Oscila para cima, por efeito direto da atração do Sol e, para
baixo, pela força da gravidade e seu próprio peso. Esse movimento da atmosfera
apresenta dois máximos e dois mínimos durante as 24 horas do dia. As pressões
máximas ocorrem por volta de 10:00 e 22:00 horas local e as mínimas ocorrem às 04:00
e 16:00 horas local.
Esse fenômeno é denominado de Maré Barométrica e é mais acentuada nas
regiões tropicais, diminuindo gradativamente na direção dos pólos.
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5.3.4 Variação Dinâmica da Pressão
Ocorre em função dos deslocamentos horizontais dos grandes sistemas de
pressão e da redistribuição das massas de ar. ela é muito mais definida nas latitudes
temperadas, onde ocorrem os maiores contrastes entre as massas de ar.
5.4 Pressão da Estação - QFE
O valor de pressão obtido a partir da leitura do Barômetro, num dado ponto à
superfície da Terra representa a pressão que a atmosfera está exercendo sobre o
referido ponto. A esse valor de pressão dá-se o nome de Pressão da Estação ou QFE.
5.5 Pressão ao Nível do Mar - QFF
Sabemos que a pressão decresce com a altitude. Assim sendo, estações
situadas em altitudes diferentes terão pressões diferentes, não sendo possível uma
comparação entre elas, para análise do campo bárico.
Para se fazer uma análise do campo bárico das várias estações
meteorológicas situadas em regiões, com diversas altitudes, numa mesma hora, é
necessário que todas essas localidades reduzam suas pressões para um nível de
referência comum. O nível médio do mar é a referência utilizada e a pressão até aí
reduzida é denominada Valor QFF, obtida através de cálculos e uso de tabelas, tendo
como ponto de partida o QFE, pressão ao nível da estação.
Para as estações situadas acima do nível do mar, reduzir a pressão da
estação a esse nível, significa adicionar à pressão da estação, um valor que
represente o peso de uma coluna de ar hipotética, que se estenderia do nível da
estação ao nível do mar. Assim, a coluna hipotética de ar representa a distância
vertical que separa o nível da estação, do nível do mar, ou seja, é a própria altitude
da estação: Altitude da Estação = QFF - QFE.
5.6 Campos de Pressão
Para compreendermos o significado de "campo de pressão" e sua
importância para a navegação aérea, é imperativo o entendimento de outros dois
conceitos meteorológicos.
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5.6.1 Superfície Isobárica
Consideremos um valor de pressão qualquer: 900 hPa, por exemplo.
Imaginemos esse valor numa determinada altura, sobre um aeródromo e suponhamos,
agora, encontrar o mesmo valor de pressão em outras localidades, preferencialmente
sobre todos os pontos do globo terrestre. O resultado será uma "superfície" de mesmo
valor de pressão, que denominaremos, daqui por diante, "superfície isobárica".
Portanto, sobre o globo terrestre, as superfícies isobáricas se superpõem,
formando um conjunto infinito de superfícies concêntricas irregulares, cujo núcleo será
a crosta terrestre.
5.6.2 Isóbara
Para podermos ter uma idéia global da distribuição da pressão sobre uma
região, as pressões QFF de cada estação da região são lançadas em um mapa, que
denominamos Carta Sinóptica. Feito isto, o meteorologista fará a análise da carta,
unindo todos os pontos que possuam iguais valores de pressão, com linhas
denominadas Isóbaras que, geralmente, são traçadas em dois hPa, números pares.
Traçadas as isóbaras é possível analisar o campo bárico ao nível do mar, o
que nos permite visualizar o comportamento físico da atmosfera, através das
flutuações e deslocamentos dos diversos sistemas de pressão que compõem, no todo,
esses campos báricos tão diferentes entre si pelas diferenças de pressão que possuem.
5.7 Alta Pressão (ou Anticiclone)
Um valor elevado de pressão atmosférica não constitui, por si só, uma alta
pressão, ou anticiclone, como também é conhecido. O que define um sistema de alta
pressão é um conjunto de isóbaras concêntricas num mapa meteorológico, em que os
valores mais elevados se acham no centro. Observemos, na figura abaixo, que essa
configuração isobárica (H) é fechada, mesmo formando uma figura irregular. Sistemas
de alta pressão estão associados a bom tempo.
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Sistema Bárico Divergente
5.8 Baixa Pressão (ou Ciclone)
Analogamente à alta, um valor baixo de pressão também não constitui, por si
só, um sistema de baixa pressão. Uma baixa pressão é um conjunto de isóbaras
concêntricas num mapa meteorológico, em que os valores menores se encontram no
centro. Observemos, na figura abaixo, que essa configuração isobárica (L) é fechada,
mesmo formando uma figura irregular. Sistemas de baixa pressão estão associados a
mau tempo.
5.9 Crista ou Cunha
A configuração de uma crista é semelhante à de alta, todavia, ao
observarmos as isóbaras, elas formam linhas que não se fecham, o que caracterizaria
um sistema de alta pressão. Portanto, uma crista é definida como uma região
alongada de pressões elevadas, associada a bom tempo.
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5.10 Cavado
A configuração de um cavado é semelhante à de baixa, todavia, ao
observarmos as isóbaras, elas formam linhas que não se fecham, o que caracterizaria
um sistema de baixa pressão. Portanto, um cavado é definido como uma região
alongada de pressões baixas, associada a mau tempo.
5.11 Colo
O campo de pressão denominado "colo" é formado por uma região ligando
dois ciclones e dois anticiclones opostos. Em geral, nessa região os ventos são fracos e
variáveis.
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6. UMIDADE ATMOSFÉRICA
Mais de dois terços (2/3) da superfície da Terra são cobertos por oceanos,
mares, rios, lagos, etc. A lâmina d'água superior dessa extensa área está,
continuamente, em processo de evaporação para a atmosfera. Ao subir, essa
umidade evaporada se resfria, condensa-se e precipita-se em forma de chuva,
chuvisco, neve, granizo, etc., percorrendo, portanto, um caminho cíclico ao longo de
sua existência.
Com uma concentração praticamente nula nas regiões desérticas e nos
extremos polares, mas de até 4%, em volume, nas regiões equatoriais, o vapor d'água
é um dos mais importantes constituintes atmosféricos. Sua presença é absolutamente
indispensável para toda espécie de vida na Terra, por ser um elemento absorvedor da
energia infravermelha e, ainda, o responsável pelo equilíbrio térmico da atmosfera.
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Por outro lado, o vapor d'água é, também, o responsável pela existência dos
fenômenos meteorológicos, que tantos problemas causam à sociedade, tais como
enchentes, desmoronamentos e outros, como densas nuvens e nevoeiros, mais
especificamente problemáticos à navegação aérea.
6.1 Medidas da Umidade
O Vapor d’água não é um elemento componente da atmosfera, mas um
elemento que está sempre presente devido ao fenômeno da evaporação. O vapor
d’água utiliza-se da atmosfera apenas como meio de transporte, de região para
região.
A presença do vapor d’água pode ser verificada e medida através de
diversos elementos, tais como: umidade absoluta, umidade relativa e temperatura do
ponto de orvalho.
6.1.1 Umidade Absoluta
Em uma mistura de vapor d’água e ar seco, a umidade absoluta é definida
como sendo a razão entre a massa de vapor d’água e o volume ocupado pela
mistura.
6.1.2 Umidade Relativa
A umidade relativa é uma relação entre a quantidade de vapor de água
presente em um dado volume de ar e a quantidade máxima de vapor de água que
este volume de ar pode conter, a pressão e temperatura constantes. A umidade
relativa é expressa em percentagem e pode variar de 0% a 100%. Quando um volume
de ar está saturado, ele contém todo o vapor d’água possível e sua umidade relativa
é 100%. Quando ele contém metade da quantidade máxima possível, a umidade
relativa passa a ser 50%.
Quando a quantidade de vapor de água de um volume de ar for constante,
o aumento da temperatura desse volume de ar fará diminuir o valor da umidade
relativa, isso porque o aumento da temperatura de um volume de ar aumenta a
capacidade de reter umidade e assim, conclui-se que, se aumentou a capacidade
de reter o vapor de água, e não há evaporação, a umidade relativa será menor.
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Para a obtenção do valor da umidade relativa usam--se tabelas e métodos
apropriados ou ainda, utilizando os higrômetros ou Higrógrafos, que são instrumentos
destinados a avaliar a quantidade de umidade no ar.
Higrotermógrafo
6.1.3 Temperatura do Ponto de Orvalho
Temperatura que um volume de ar deve atingir, para tornar-se saturado com
o vapor d’água nele existente, a uma mesma pressão. Ao atingir a temperatura do
ponto de orvalho, observamos que o ar se satura sem o acréscimo de vapor de água,
mas pela diminuição da capacidade de retenção do vapor desse ar. A temperatura
do ponto de orvalho é sempre comparada à temperatura do ar, a fim de permitir a
determinação do teor de umidade atmosférica. O ar estará saturado quando as duas
forem iguais.
A temperatura do ponto de orvalho é obtida através de psicrômetros, usando-
se a diferença entre as temperaturas do bulbo úmido e do bulbo seco, daquele
conjunto, e a tabela do ponto de orvalho correspondente.
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6.2 Processos Físicos de Saturação
Na atmosfera, a condensação e a sublimação do vapor d’água ocorre,
principalmente, devido à saturação do ar. Para que isso ocorre, o ar deve conter uma
quantidade apreciável de partículas sólidas, ao redor das quais o vapor d’água se
condensará ou se sublimará. Essas partículas são denominadas de Núcleos de
Condensação ou Núcleos Higroscópicos.
O ar pode atingir a saturação por dois processos: acréscimo de umidade e
resfriamento.
6.2.1 Acréscimo de Vapor d’água
Isso ocorre quando a temperatura e a pressão permanecem constantes e há
acréscimo de vapor d’água pela evaporação.
Quando a saturação ocorre com a umidade relativa acima de 100%, fica
caracterizada a condição de supersaturação. Nesses casos, o excesso de umidade
condensa-se ou sublima-se instantaneamente.
6.2.2 Por Resfriamento
Os processos de saturação do ar por resfriamento são os seguintes:
6.2.2.1 Radiação
Nas noites sem nuvens, uma superfície que tenha recebido calor solar durante
o dia, devolve esse calor para o espaço. Qualquer ar úmido em contato com a
superfície resfriada por radiação tornar-se-á saturado, podendo formar-se nevoeiro de
superfície. Esta condição de resfriamento ocasiona a formação de orvalho ou, a
baixas temperaturas, a geada.
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6.2.2.2 Advecção
É o transporte horizontal do calor, através da movimentação do ar. Em duas
situações a advecção pode contribuir para a saturação do ar. Uma quando um ar frio
e úmido se desloca sobre superfície mais aquecida. a parte inferior do ar se aquece,
se torna menos denso e se eleva, condensando o seu vapor d’água, dando origem às
nuvens do tipo Cumuliforme; outra situação ocorre quando um ar mais aquecido e
úmido se desloca sobre superfície mais fria. Nesse movimento, por contato, o ar vai se
resfriando pouco a pouco em sua parte inferior. Na faixa de contato entre o ar mais
aquecido acima e o ar mais frio abaixo, haverá a saturação do ar por resfriamento,
formando camadas contínuas de nuvens estratiformes.
6.2.2.3 Efeito Orográfico
Um ar úmido e aquecido, ao se deparar com cordilheira, serra ou montanha,
é forçado a se elevar mecanicamente. À medida que sobe, o ar vai se resfriando,
podendo se condensar, dando origem a nuvens orográficas ou nevoeiro orográfico, a
barlavento das encostas.
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6.2.2.4 Efeito Dinâmico
A convergência de ventos com diferentes características de temperatura,
pressão e umidade, sobre uma região, resulta em efeito dinâmico, que pode
ocasionar elevação do ar, saturação por resfriamento e, conseqüentemente, a
formação de nuvens dinâmicas, comuns às frentes e linhas de instabilidade.
Efeito Dinâmico
6.2.2.5 Convecção
O mecanismo da convecção se processa quando a superfície sólida do
globo terrestre é aquecida pelo Sol. O ar em contato também se aquece e tende a
subir. Na subida, o ar vai se resfriando e se tornando saturado por resfriamento,
favorecendo a formação de nuvens. O ar aquecido sobe, gera as correntes
ascendentes e o ar mais frio superior, que desce, gera as correntes descendentes.
Essas correntes verticais recebem o nome de correntes convectivas e a nebulosidade
daí resultante, terá o nome de nuvens convectivas. O processo da convecção atinge
seu máximo à tarde sobre a terra e, à noite, sobre as superfícies líquidas.
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6.3 Ciclo Hidrológico
O ciclo Hidrológico é um sistema alimentador, que permite a circulação
contínua da água entre a hidrosfera e a atmosfera, e vice-versa.
Como vimos, a água é levada para a atmosfera pelo processo físico da
evaporação. A água evaporada, assim permanece na atmosfera, podendo se
condensar ou se sublimar, sob a forma de gotas d’água ou cristais de gelo,
constituindo as nuvens e nevoeiros.
A água condensada ou sublimada retorna à superfície através das
precipitações como chuva, chuvisco, neve e outras. Esse ciclo, água da superfície
para a atmosfera pela evaporação e, da atmosfera para a superfície, pelas
precipitações, se repete indefinidamente dando continuidade ao Ciclo Hidrológico.
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7. NEBULOSIDADE
De acordo com o Atlas Internacional de Nuvens, da Organização
Meteorológica Mundial (OMM), nuvem é um conjunto visível de partículas minúsculas
de água no estado líquido ou sólido, ou em ambos, em suspensão na atmosfera.
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Em geral, as nuvens se formam distantes da superfície; todavia, em muitas
ocasiões, elas também se desenvolvem coladas ao solo, principalmente em locais de
topografia acidentada.
7.1 Processos de Formação
Para que o vapor d'água contido no ar atmosférico, em estado invisível, possa
condensar-se, são necessárias, pelo menos, duas condições:
a) o ar ambiente deverá resfriar-se até atingir a sua temperatura de
saturação, ou seja, o seu ponto de orvalho; e
b) o ar ambiente deverá conter partículas higroscópicas em quantidade
suficiente, a fim de servirem de "núcleos de condensação".
Conforme vimos no capítulo "Umidade na Atmosfera", a água evapora-se da
superfície e se transfere para a atmosfera. Se a quantidade de água evaporada sofrer
um resfriamento, como resultado de sua ascensão, ou repousar sobre uma superfície
mais fria, a condição "a" estará cumprida.
Núcleos de condensação, de origem orgânica ou mineral, são partículas
sólidas, existentes naturalmente nas camadas inferiores da atmosfera. Nas regiões
industrializadas (fuligem), na zona rural (pó e pólen) ou sobre os oceanos (sais), esses
núcleos existem em grande quantidade (condição "b").
A formação de nuvens ocorre lenta e continuamente na atmosfera. Quando
as condições estabelecidas se concretizam, gradativamente vão surgindo os primeiros
aspectos da condensação. Em altitude, em forma de nuvem, uma leve "neblina" vai-
se formando no "nível de condensação", e um fluxo de vapor d'água se estabelece
entre a superfície e a base da nuvem, fornecendo o seu "combustível" de crescimento.
Os processos de formação e desenvolvimento das nuvens na atmosfera são
vários e dependem de muitos fatores, tais como estação do ano, horário, topografia,
etc., sendo os mais comuns a convecção, a advecção, o efeito orográfico, o efeito
dinâmico e a radiação.
7.2 Classificação das Nuvens
Apesar das freqüentes transformações da aparência das nuvens, é possível a
definição das formas características que permitem classificá-las em diferentes grupos.
De acordo com o Atlas Internacional de Nuvens, estas recebem designações
segundo o seu "gênero" (formato e altura da base), sua "espécie" (peculiaridades nas
formas e diferenças nas estruturas internas) e "variedade" (arranjos dos elementos e
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grau de transparência). No total, são 10 (dez) gêneros, 26 (vinte e seis) espécies e 31
(trinta e uma) variedades.
Para fins aeronáuticos, todavia, as nuvens são conhecidas apenas pelo seu
gênero, isto é, pelo seu nome principal. As espécies e variedades são classificações de
interesse puramente técnico, visto que essas designações traduzem informações
importantes para o serviço de previsão do tempo. Portanto, para nós, o mais
importante é identificar o gênero da nuvem e sua influência na navegação aérea.
A continuada observação das nuvens demonstrou que estas se desenvolvem
numa gama de altitudes que varia do nível do mar até 18 km nos trópicos, 13 km nas
latitudes médias e 8 km nas regiões polares. Por convenção, a parte da atmosfera na
qual estão normalmente presentes foi dividida em três "estágios": alto, médio e baixo,
que correspondem, aproximadamente, à antiga denominação de "famílias". Os
estágios se sobrepõem, e seus limites variam com a latitude. As alturas aproximadas
são as seguintes:
Estágio Região Tropical Região Temperada Região Polar
ALTO 6 a 18 km 5 a 13 km 3 a 8 km
MÉDIO 2 a 8 km 2 a 7 km 2 a 4 km
BAIXO Superfície a 2 km Superfície a 2 km Superfície a 2 km
DESENVOLVIMENTO
VERTICAL
Em todos
os níveis
Em todos
os níveis
Em todos
os níveis
7.2.1 Nuvens do Estágio Alto
a) Cirrus (CI): nuvens isoladas, com textura fibrosa, sem sombra própria,
geralmente de cor branca e freqüentemente de brilho sedoso. São constituídas por
cristais de gelo e podem se apresentar sob a forma de fibras delgadas ou filamentos
retilíneos, encurvados ou emaranhados e em bancos suficientemente densos para
parecerem cinzentos, quando se encontram na direção do Sol.
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b) Cirrocumulus (CC): banco, lençol ou camada delgada de nuvens brancas,
sem sombra própria, compostas de elementos muito pequenos, em forma de grânulos,
rugas, etc., soldados ou não, dispostos mais ou menos regularmente. São constituídos,
quase que exclusivamente, por cristais de gelo, podendo conter água super-resfriada,
em algumas ocasiões.
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c) Cirrostratus (CS): véu transparente, fino e esbranquiçado, sem ocultar o sol
ou a lua. São constituídos, quase que exclusivamente, por cristais de gelo, podendo
conter água super-resfriada, em algumas ocasiões. Apresentam o fenômeno do "halo"
em volta da lua. Às vezes, o véu dos Cirrostratus é tão tênue que o único indício de sua
presença é o “halo”.
7.2.2 Nuvens do Estágio Médio
a) Altocumulus (AC): banco, lençol ou camada de nuvens brancas ou
cinzentas ou, simultaneamente, brancas e cinzentas, tendo geralmente sombra
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própria; têm forma de lamínulas, seixos, rolos, etc., de aspecto, às vezes, parcialmente
fibroso ou difuso, soldados ou não. Os Altocumulus são, quase invariavelmente,
constituídos por gotículas de água, contudo, a temperaturas muito baixas, podem
formar cristais de gelo. A transparência do Altocumulus é muito variável, podendo ele
às vezes ser suficientemente denso para esconder complemente o sol.
b) Altostratus (AS): lençol ou camada de nuvens cinzentas ou azuladas, de
aspecto estriado, fibroso ou uniforme, cobrindo inteira ou parcialmente o céu e
apresentando partes suficientemente delgadas para que se possa ver o sol, pelo
menos vagamente, como se fosse através de um vidro despolido. São constituídos por
gotículas de água e cristais de gelo, podendo conter flocos de neve, no inverno.
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c) Nimbostratus (NS): camada de nuvens cinzentas, muitas vezes de aspecto
sombrio. A espessura dos Nimbostratus é suficientemente densa para ocultar
complemente o sol. São constituídos por gotículas de água e cristais de gelo,
podendo conter flocos de neve, no inverno. O "Ns" diferencia-se do "As" por ser
complemente opaco, de cor mais escura e, ainda, poder ser encontrado no Estágio
Baixo.
7.2.3 Nuvens do Estágio Baixo
a) Stratocumulus (SC): banco, lençol ou camada de nuvens cinzentas ou, ao
mesmo tempo, cinzentas e esbranquiçadas, tendo quase sempre partes escuras em
forma de lajes, seixos, rolos, etc., de aspecto não fibroso, soldadas ou não. Os
Stratocumulus são constituídos de gotículas de água, principalmente na região
tropical, podendo conter cristais de gelo e flocos de neve em regiões frias.
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b) Stratus (ST): camada de nuvens geralmente cinzentas, com base bastante
uniforme, podendo dar lugar a chuviscos, prismas de gelo ou grãos de neve (em
regiões muito frias). O sol, quando visto através da camada, tem contorno nitidamente
visível. Apresenta-se, também, sob a forma de bancos esgarçados.
7.2.4. Nuvens de Desenvolvimento Vertical:
a) Cumulus (CU): nuvens isoladas, geralmente densas e de contornos bem
definidos, desenvolvendo-se verticalmente em forma de mamilões ou torres, cuja
parte superior, cheia de protuberâncias, assemelha-se, muitas vezes, a uma "couve-
flor". Quando iluminadas pelo sol, são de um branco brilhante, e sua base,
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relativamente sombria, é sensivelmente horizontal. Os Cumulus são constituídos
basicamente por gotículas de água e, quando produzem precipitação isoladamente,
parece uma ducha. Na antiga classificação de nuvens em "famílias", ao invés de
"estágios", os Cumulus eram classificados como "Nuvens de Desenvolvimento Vertical".
d) Cumulonimbus (CB): nuvens densas e possantes, de considerável dimensão
vertical, em forma de montanha ou de enormes torres. Uma de suas partes, pelo
menos da região superior, é lisa, fibrosa ou estriada e quase sempre achatada,
podendo desenvolver-se em forma de bigorna ou de um vasto penacho.
Debaixo da base do Cb, freqüentemente muito escura, existem normalmente
nuvens esgarçadas, soldadas ou não a ela.
Os Cumulonimbus são constituídos por gotículas de água e, principalmente,
em sua região superior, por cristais de gelo. Podem conter gotas grossas de chuva e
flocos de água-neve, granizo ou saraiva. As gotículas de água e as gotas de chuva
podem estar super-resfriadas.
As dimensões horizontal e vertical dos Cumulonimbus são tão grandes, que a
forma característica da nuvem só é visível quando observada a uma distância
suficientemente grande.
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7.3 Miscelâneas de Nuvens
Nuvens Nacaradas
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Lenticulares são nuvens de levantamento orográfico que tem uma aparência
de lentes. Elas formam-se quando ar úmido passa sobre montanhas. As vezes, este ar
forma-se em ondas. Nuvens lenticulares formam-se no lado sotavento das montanhas
nas cristas das ondas, mas os cavados permanecem sem nuvens. Elas freqüentemente
forma-se uma acima da outra, como uma pilha de panquecas. Quando observadas
numa distancia, nuvens lenticulares podem ter uma aparência de discos voadores,
especialmente à noite. A maioria de reportes sobre discos voadores ocorre nas regiões
montanhosas, quando nuvens lenticulares são presentes. As nuvens comuns de tipo
lenticulares incluem altocumulus lenticulares e stratocumulus lenticulares.
Lenticulares
Mammatus são protuberâncias redondas luminosas no lado debaixo das
nuvens, que tem uma aparência de ubres bovinos. Estas nuvens formam-se em ar
descendente, em contraste da maioria das nuvens discutidas que se formam em ar
ascendente. Feqüentemente, mammatus formam-se no lado debaixo de uma nuvem
cumulonimbus, e são observadas geralmente depois da passagem de uma trovoada
severa. Mammatus também podem desenvolver-se debaixo de nuvens cirrus,
cirrocumulus, altostratus, altocumulus, e stratocumulus.
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Mammatus
Os piléus formam-se quando ar nos níveis altos é levantado à força.
Freqüentemente, nuvens piléus formam-se quando ventos úmidos são defletidos acima
e sobre o topo de uma cumulus congestus ou cumulonimbus em desenvolvimento. Se o
ar flutuando sobre o topo da nuvem condensa-se, pode formar uma nuvem piléus.
Piléus tem uma aparência de um lenço de seda cobrindo o topo de uma nuvem
cumuliforme. Estas nuvens não crescem muito verticalmente, porque o ar levantado é
mais seco do que o ar nos níveis baixos. Nuvens piléus também podem formar-se sobre
os topos de montanhas ou torres altas.
Piléus
Os rastos de condensação são linhas finas de nuvens que se formam nos
rastos dos aviões em altitudes altas. Estas nuvens são resultado da condensação do
vapor de água emitido pelos motores. Necessitamos mistura suficiente entre as
descargas quentes de gás e o ar frio para produzir saturação. Rastos de condensação
dispersam-se rapidamente quando a umidade relativa do ar ao redor é baixa, mas
numa atmosfera úmida, podem permanecer por muitas horas. Rastos de condensação
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também podem formar-se pelo processo de resfrio, quando a pressão mais baixa
produzida pelo ar flutuando acima da asa causa o resfrio do ar. Freqüentemente, rastos
de condensação espalham-se em nuvens cirrus pelos ventos altos.
Trilhas de condensação
Nuvens Bem Altas
Todas as nuvens discutidas são observadas na troposfera inferior.
Ocasionalmente, nuvens podem ser observadas acima da troposfera. Nuvens nacreous
formam-se na estratosfera em altitudes acima de 30 km. Estas nuvens são bem
observadas durante o inverno. Neste período da estação, o Sol é justamente acima do
horizonte, e pode iluminar as nuvens por causa das suas altitudes altas. Nuvens nacreous
são identificadas pelas cores iridescentes luminosas. As composições destas nuvens não
são bem conhecidas, embora que nuvens nacreous são provavelmente compostas de
água no estado sólido ou líquido (supercongelado). Nuvens nacreous são também
chamadas de nuvens madrepérola.
Nuvens noctilucentes
Nuvens noctilucentes formam-se na mesosfera superior, em altitudes acima de
80 km. Estas nuvens são bem observadas nas regiões polares durante crepúsculo. Neste
tempo, as nuvens são iluminadas por causa da suas altitudes. Nuvens noctilucentes
parecem como nuvens luminosas contra um céu escuro. As nuvens são geralmente de
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azuis para brancas onduladas tão finas que as estrelas penetram seus brilhos. Como as
nuvens nacreous, a origem destas nuvens não é bem conhecida. Cientistas especulam
que nuvens noctilucentes são compostas de água que se congela nas partículas de
poeira de meteoros. Atualmente, a água pode originar em meteoros que se
desintegram na atmosfera superior.
Uma nuvem em forma de parede é uma nuvem baixa isolada unida à base
da nuvem cumulonimbus na parte sem precipitação. Esta nuvem é geralmente 3km em
diâmetro e indica a área da corrente de ar ascendente principal. Assim que a trovoada
intensifica, a corrente de ar ascendente puxa ar nos níveis baixos na área de
precipitação. Este ar resfriado é muito úmido, e a umidade no ar condensa
rapidamente para formar a nuvem em forma de parede. A figura abaixo representa
uma situação com uma trovoada e a nuvem em forma de parede produzindo um
tornado. A nuvem em forma de parede geralmente existe na parte traseira da área de
precipitação com trovoadas intensas.
Nuvens em forma de parede que produzem tornados geralmente exibem
movimentos rápidos e violentos de ar que giram e ascendem nas nuvens. Estas nuvens
existem por muitos minutos antes da formação de um tornado. O influxo de ar quente
com este tipo é mais forte do que nuvens que não produzem tornados. Nuvens em
forma de parede que se dissipam e desenvolvem-se novamente indicam trovoadas
multi-células ou supercélulas não associadas com tornados. Cientistas estimam que
menos da metade de nuvens em forma de parede produzem tornados. Persistentes
nuvens em forma de parede significam fortes correntes de ar ascendente, capazes de
produzir granizos devastadores.
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8 NEVOEIRO
O nevoeiro é um higrometeoro formado pela condensação do vapor d'água
nos níveis inferiores da atmosfera, colado à superfície e reduzindo-lhe a visibilidade
horizontal a valores inferiores a 1.000 m.
Formado à semelhança da névoa úmida, o nevoeiro difere desta pela
visibilidade, que é inferior a 1.000 m, e pela umidade relativa, que já se aproxima dos
100%.
Gotículas de água, extremamente pequenas, parecem flutuar quando o
nevoeiro se intensifica. Verticalmente, a visibilidade fica extremamente reduzida, não
permitindo a identificação de qualquer nuvem, astro ou aeronave, isto é, o céu se
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torna invisível. No entanto, quando a camada de nevoeiro é excessivamente tênue,
ocorre o que se denomina "nevoeiro de superfície", ficando o céu em condições
visíveis.
Normalmente, a formação de névoa úmida precede a formação de
nevoeiro, reduzindo gradativamente a visibilidade e sucedendo a ele após sua
dissipação. Os processos físicos responsáveis pela formação do nevoeiro são,
basicamente, dois: incorporação de água à atmosfera, por meio da evaporação
e/ou redução gradativa da temperatura ambiente, até atingir o ponto de saturação.
Vejamos os principais tipos de nevoeiros:
8.1 Nevoeiro de Radiação –
A perda de calor pela radiação da superfície terrestre resulta, freqüentemente, na
saturação do ar atmosférico que se encontra próximo ao solo. Principalmente nos
meses de Outono e Inverno, da saturação do ar atmosférico dos níveis mais baixos,
que ocorre mais comumente à noite ou de madrugada, resulta o desenvolvimento de
nevoeiros de radiação.
8.2 Nevoeiro de Advecção
Um outro processo de desenvolvimento do nevoeiro é o que resulta do
movimento horizontal do ar quente e úmido sobre superfícies frias. Evidentemente, os
elementos determinantes desse processo são os núcleos higroscópicos e a umidade
do ar que sofrerá a saturação.
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Quando o ar quente e úmido de uma região advectivamente passar por
sobre uma superfície mais fria, esta o saturará e, provavelmente, o nevoeiro de
advecção se formará.
Quando a camada quente e úmida estiver ligeiramente turbulenta, devido
ao movimento mais intenso do ar, a camada de nevoeiro será bastante espessa, o
que caracterizará esta formação como um tipo muito persistente e de difícil
dissipação, inclusive podendo conviver com camadas de nuvens estratificadas.
Nas regiões litorâneas, o ar marinho, quente e úmido, sopra e incrementa a
umidade no continente, provocando a formação de nevoeiro de advecção à noite,
quando o solo se resfriar suficientemente.
Sobre os oceanos, o nevoeiro de advecção ocorre quando correntes
marítimas quentes estão adjacentes a correntes marítimas muito frias, provocando o
contraste térmico, capaz de condensar a umidade do ar.
8.3 Nevoeiro de Evaporação - Geralmente nas tardes de verão, após uma
tempestade repentina, a chuva fria sobre superfícies quentes provoca evaporação
súbita e o conseqüente resfriamento do solo. A saturação resultante da queda de
temperatura pode dar origem a esta espécie de nevoeiro.
Se o ar da superfície estiver fluindo em movimento laminar, o nevoeiro poderá
ocorrer; se, por outro lado, o movimento for turbulento, o mais provável será a
formação de nuvens estratiformes.
8.4 Nevoeiro Frontal - A superfície fria de uma região afetada por um sistema
frontal poderá, em ação conjunta com a precipitação fina das nuvens mais baixas,
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saturar e condensar o meio ambiente e dar origem a esta espécie de nevoeiro. Se o
sistema for do tipo frio, o nevoeiro formado será denominado "pós-frontal"; se do tipo
quente, "pré-frontal", por ocorrerem somente no interior da massa polar.
8.5 Nevoeiro Orográfico - Numa atmosfera estável, o ar úmido pode ser
forçado a ascender por encostas de montanhas e dar origem ao nevoeiro de encosta
ou "orográfico", cuja saturação tem como causa o resfriamento adiabático do ar
ascendente.
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9 HIDROMETEOROS E LITOMETEOROS
Os hidrometeoros são os fenômenos atmosféricos formados pelo elemento
água. Eles começam na formação do vapor d’água, passam pelas nuvens e
nevoeiros, pelas formas de precipitação como chuva, chuvisco, neve e outros, e pelas
formas depositadas como o orvalho, a geada, etc. De um modo geral, os
hidrometeoros classificam-se em dois grandes grupos: os que se precipitam e os que se
depositam.
9.1 Névoa Úmida
A névoa úmida é formada pela concentração de partículas higroscópicas
existentes nas camadas inferiores da atmosfera, difere da névoa seca pelo valor da
umidade relativa, que é 80% ou mais.
Em geral, a névoa úmida se forma em níveis mais baixos que os da névoa
seca e apresenta uma tonalidade acinzentada mais próxima do azul, dependendo do
fundo. A visibilidade horizontal mínima, devido à névoa úmida, é 1.000 m. Difere do
nevoeiro por apresentar uma visibilidade horizontal igual ou superior a 1.000 m (o
nevoeiro sempre está aquém deste valor) e, também no teor de umidade relativa
uma vez que, o nevoeiro apresenta 97% no mínimo de teor de umidade relativa.
9.2 Hidrometeoros que se precipitam
A precipitação de um ou de vários hidrometeoros se dá quando uma nuvem,
não podendo mais conter o excesso de umidade condensada ou sublimada, seus
elementos caem por ação da gravidade. Informaremos a seguir os tipos mais comuns
de hidrometeoros:
9.2.1 Chuva
Gotas de água visivelmente separadas, que caem de certas nuvens,
devendo ter um diâmetro mínimo de 0,5 mm.
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9.2.2 Chuvisco
São gotículas de água com diâmetro inferior a 0,5 mm e uniformemente
dispersas. Ao se precipitarem às gotas parecem flutuar no ar, acompanhando o sopro
da brisa. Precipitam-se de nuvens stratus e, muitas vezes, são acompanhados de
nevoeiro.
9.2.3 Água - Neve
Grãos brancos, opacos e redondos, com dois a cinco milímetros de diâmetro.
São quebradiços, compressíveis e, quando caem à superfície, normalmente
despedaçam-se.
9.2.4 Granizo
Grão de gelo, geralmente translúcido, redondo ou cônico, que caem das
nuvens Cumulonimbus.
9.2.5 Neve
Precipitação no estado sólido, em forma de cristais hexagonais irradiados ou
estrelados, comumente misturados com cristais de gelo simples.
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9.3 Hidrometeoros que se depositam
9.3.1 Escarcha
Camadas brancas de cristais de gelo, depositadas principalmente em
superfícies verticais, nas portas e arestas de objetos sólidos.
9.3.2 Orvalho
Gotas d’água, depositadas por condensação direta do vapor d’água, em
contato com superfícies horizontais esfriada pela radiação noturna.
9.3.3 Geada
Cristais de gelo fino, em forma de agulhas ou escamas, depositadas por
sublimação direta do vapor d’água, em condições semelhantes às do orvalho, exceto
pelas temperaturas da superfície e do ar, que dever estar iguais ou inferiores a 0° C.
9.4 Litometeoros
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É um fenômeno que ocorre devido à presença de grande quantidade de
partículas sólidas (litometeoros) em suspensão nas camadas inferiores da atmosfera,
apresentando umidade relativa sempre inferior a 80%.
9.4.1 Névoa Seca
A névoa seca resulta da decomposição da luz solar ao atravessar as
camadas com grande concentração de poeira levantada pelo vento, de fumaça
lançada por chaminés, ônibus, automóveis ou provenientes das queimadas durante os
meses sem chuva.
A névoa seca reduz a visibilidade horizontal para até 1.000 m. Em geral,
produz um véu uniforme sobre a paisagem, modificando-lhe as cores. Quando
observada em direção a um fundo escuro, como montanhas, a névoa apresenta-se
em uma tonalidade avermelhada; com fundo claro, com o Sol e nuvens no horizonte,
apresenta-se em amarelo, alaranjado ou vermelho, dependendo do ângulo solar e da
concentração das partículas.
Por convenção, a umidade relativa do ar, em presença de névoa seca, é
inferior a 80%.
9.4.2 Fumaça
É a presença no ar, de forma concentrada, de minúsculas partículas
resultantes de combustão incompleta. Quando perto da origem, pode ser distinguida
pelo cheiro característico. O disco da Lua ou do Sol, quando próximo ao horizonte e
visto através da fumaça, apresenta-se extremamente amarelado. Vista de grandes
distâncias, a fumaça distribui-se uniformemente pelo ar superior, difundindo uma
tonalidade cinzenta ou azulada. Nos grandes centros urbanos, no entanto, as cores
difundidas pela fumaça podem ser marrom, cinza-escuro ou negro, dependendo do
horário e do fundo. O termo "fumaça" somente pode ser empregado quando a
visibilidade horizontal for inferior a 1.000 m.
9.4.3 Poeira
É resultante da presença, em tamanhos diminutos, de partículas sólidas, em
suspensão nas camadas inferiores da atmosfera, tais como argila ou areia fina,
uniformemente distribuídas. Em vista da decomposição da luz solar, os objetos
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distantes adquirem uma tonalidade cinzenta ou bronzeada e o disco solar apresenta-
se pálido ou, quando muito, em tom amarelo.
Em altitude, a poeira vinda de grandes distâncias pode dar uma aparência
acinzentada ao céu ou reduzir-lhe a cor azulada. O termo "poeira" somente pode ser
empregado quando a visibilidade horizontal for inferior a 1.000 m.
10 ATMOSFERA PADRÃO
Na atmosfera terrestre ocorrem variações aparentemente irregulares com
relação aos parâmetros: pressão, temperatura e densidade ou massa específica, que
não permitem um estudo preciso dessas variações e suas conseqüências. Criou-se,
então, um termo de comparação capaz de permitir a avaliação da magnitude
dessas variações, dentro de um limite conhecido. Esse termo de comparação recebeu
o nome de ATMOSFERA PADRÃO, e constitui uma atmosfera ideal, a partir da qual
podemos ter uma idéia das irregularidades ocorridas na atmosfera real.
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Na aviação adotou-se a ATMOSFERA PADRÃO da ICAO, conhecida
abreviadamente por ISA (ICA STANDARD ATMOSPHERE). ICAO (Internacional Civil
Aviation Organization) ou OACI (Organização de Aviação Civil Internacional ) é uma
entidade de âmbito mundial, com sede Montreal, no Canadá, que regulamenta e
normatiza a aviação em todo o mundo.
10.1 Características
1° - A ISA, como atmosfera ideal, não pode conter impurezas ou vapor de
água. O ar é considerado seco e composto basicamente dos seguintes gases:
Nitrogênio 78%, Oxigênio 21% e 1% do restante compreendem os demais gases (Hélio,
Neônio, Argônio, Hidrogênio, Dióxido de Carbono, etc. ).
2° - Na Atmosfera Padrão, ao nível do mar, a temperatura tem valor fixo de 15
graus Celsius (59 ºF). Apresenta gradiente térmico vertical de 0,65°C/100 m ou 2°C/1000
FT, até 11000 m; acima da Tropopausa padrão, a temperatura é constante de -56,5°C.
Para fins práticos, podemos calcular a temperatura padrão para qualquer
nível, subtraindo o dobro do milésimo da altitude, em pés, de 15.
Ex.: Qual a temperatura padrão a 5000 FT?
15 - (2 x5) = 5°C
3° - A pressão padrão ao nível do mar tem o valor padrão de 1013,2 hPa. Essa
pressão equilibra uma coluna de mercúrio de 76 Cm ou 29,92 Pol de altura. A variação
vertical média da pressão é irregular, mas, para fins práticos, podemos usar as relações
de 1 hPa para cada 30 FT ou 1 pol para cada 1000 FT.
10.2 Superfícies Isobáricas
Consideremos que todos os pontos ao nível do mar possuem a pressão
padrão de 1013,2 hPa. As pressões de 1010 e 1006 hPa, tomadas em relação ao nível
do mar, se encontrarão sempre acima deste, porque a pressão sempre decresce à
medida que ganhamos altitude.
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Ligando-se os pontos que possuem pressão de 1010 hPa aos pontos com
pressão de 1006 hPa, encontramos linhas superpostas e paralelas entre si e também
paralelas ao nível do mar. Como o nível do mar é a própria superfície do globo
terrestre, as linhas que ligam as pressões de 1010 ou 1006 hPa, também serão
superfícies superpostas e paralelas entre si. Essas são as denominadas “Superfícies
Isobáricas”, porque apresenta em todos os seus pontos o mesmo valor de pressão. Por
isso dizemos que as pressões na atmosfera distribuem-se na vertical como as folhas de
uma cebola, envolvendo um núcleo, que é o próprio globo terrestre.
Sempre que a superfície isobárica de 1013,2 hPa coincidir com o nível do mar,
estará determinada a condição ISA. Por isso a superfície isobárica de 1013,2 hPa é
importante e chamada de NÍVEL PADRÃO.
Para fins de análise e pesquisas, algumas superfícies de pressão constante
foram selecionadas na vertical do nível do mar e são chamadas “Superfícies de
Pressão Constante Padronizada” ou “Níveis Padrões”.
10.3 Conceitos de Altitudes
a) Altitude - distância vertical que separa uma superfície isobárica, do nível do
mar.
b) Altitude Pressão - distância vertical que separa uma superfície isobárica
qualquer, do Nível Padrão (1013,2 hPa)
c) Altura - distância vertical que separa duas superfícies isobáricas quaisquer.
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11 ALTIMETRIA
A altímetria é a técnica de utilização do Altímetro e o altímetro é um
barômetro aneróide, calibrado segundo os parâmetros da Atmosfera Padrão, que
indica altitude em relação a um dado valor de pressão.
Considerando-se que o gradiente térmico adotado para a ISA raramente
ocorre na natureza, conclui-se que as medições do altímetro sempre serão
aproximadas.
É importante lembrar que o altímetro é um dispositivo para medição de
pressão, ou seja, ele indicará 3.000 m (10.000FT) quando a pressão for de 697 hPa,
sendo ou não a altitude de 3000 m. Assim, a altitude indicada pelo altímetro é sujeita a
erros que deverão ser corrigidos sempre que necessário.
O altímetro, quando submetido a variações de pressão, passa a indicar
altitudes correspondentes em função do movimento giratório dos seus ponteiros:
a) Pressão decrescente corresponde a altitudes crescentes - os ponteiros
giram no sentido HORÁRIO.
b) Pressão crescente corresponde a altitude decrescente - os ponteiros giram
no sentido ANTI-HORÁRIO.
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c) Altura: distância vertical que separa duas superfícies isobáricas quaisquer.
11.1 Ajuste Padrão
Quando um altímetro é ajustado para o valor padrão de pressão (1013,2 hPa),
ele fornece indicações relativas ao nível fictício do mar (nível padrão), que são
chamados de altitude pressão (AP). Essa indicação não inclui a distância que separa o
nível padrão do nível do mar real. Esse ERRO de pressão do altímetro não aparece e
nem é corrigido na ajustagem padrão e gera três casos a considerar:
1° CASO: A pressão ao nível do mar é 1013,2 hPa. Se o seu altímetro for
ajustado padrão e a aeronave voar na Altitude pressão de 3.560 FT a altitude será de
igual valor, visto que, o nível padrão está coincidindo com o nível do mar.
ALTITUDE INDICADA é a altitude pressão corrigida para os erros de pressão.
2° CASO: Uma aeronave voa no FL040, na vertical de um ponto onde a
pressão ao nível do mar é 1018,2 hPa. Estando seu altímetro ajustado padrão, sua
altitude pressão é de 4.000 pés. Se ajustarmos QNH (1018,2 hPa), a altitude indicada
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por esse altímetro será a corrigida para erros de pressão de 4.150 pés do nível do mar,
enquanto a altitude pressão mantém-se de 4000 pés.
3° CASO: A mesma aeronave, voando no FL060, na vertical de um ponto
onde a pressão ao nível do mar é 1008,2 hPa, e ajustada padrão, terá indicação de
altitude pressão igual a 6.000 pés . Se ajustarmos QNH (1008,2 hPa), a altitude indicada
por esse altímetro será a corrigida para erros de pressão de 5.850 ft, ou seja, a
aeronave estará voando a 5.850 pés do nível do mar, enquanto a altitude pressão
mantém-se de 6.000 pés.
__________________________________________ FL060
Ar = 5850 ft AP = 6000 ft
NMM_________________________________________1008,2 hPa
d = 150 ft
NP _________________________________________1013,2 hPa
Em resumo, uma aeronave ajustada padrão (QNE) indicará altitude pressão
sem corrigir erros de pressão, ao passo que a ajustada QNH estará corrigindo os erros
de pressão e fornecendo altitude relativa ao nível do mar.
Na atmosfera padrão, a superfície isobárica de 843 hPa está a 5.000 pés,.
Com isso, uma aeronave ajustada padrão indicará 5.000 pés onde que se encontre a
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pressão de 843 hPa, ou seja, nivelada no FL050 estará acompanhando a superfície
isobárica de 843 hPa, mesmo que ela suba ou desça em relação ao nível do mar.
Ajuste QNE - ajuste padrão, permite vôo dentro da aerovia com segurança,
visto que, o erro de pressão ocorrido será comum a todas as aeronaves em vôo.
Ajuste QNH - pressão da estação reduzida ao nível do mar, em condições
padrões de atmosfera, fornece a distância vertical que separa uma superfície
isobárica qualquer, do nível do mar. Introduzido no altímetro de bordo, faz com que
este, no pouso, indique a altitude da pista em uso, relativa ao nível do mar.
Ajuste QFE - pressão ao níveo do aeródromo. Quando utilizado como ajuste
do altímetro, este passa a fornecer a distância vertical que separa o altímetro da
superfície isobárica que fornece o QFE, ou seja, fornece uma altura. A aeronave,
quando pousada, indica zero na altura, razão pela qual chamamos o QFE de “Ajuste
a Zero”.
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11.2 Erro Altimétrico de Temperatura
O ar aquecido se expande em todos os sentidos e as superfícies isobáricas
superpostas acompanham essa expansão na vertical, afastando-se umas das outras e
do nível do mar. Quando o ar é resfriado ocorre o contrário, este se comprime fazendo
com que as superfícies isobáricas se aproximem umas das outras e do nível do mar.
Com isso, notamos que em ar mais aquecido uma aeronave, ajustada padrão, estará,
na realidade, voando acima de sua AP indicada, porque o FL voado estará acima da
sua altitude na ISA. Em ar mais frio ocorrerá o oposto e a aeronave ajustada padrão
voará sempre abaixo da AP indicada; o FL voado estará abaixo da sua altitude na ISA.
Daí, concluímos que o vôo em cruzeiro, em ar mais frio que o padrão é sempre mais
inseguro.
11.3 ALTITUDE DENSIDADE
Seja um altímetro perfeitamente calibrado, instalado ao nível do mar, sob
condições padrões de 15° C e 1013,2 hPa. Ajustado padrão, esse altímetro deverá
indicar ZERO.
Suponhamos agora, a temperatura do ar se elevando. No ar mais aquecido,
as moléculas componentes estão mais afastadas entre si por expansão e,
conseqüentemente, há menor pressão estática por causa da redução de sua massa
especifica ou densidade. Com pressão estática menor, as cápsulas aneróides do
altímetro se dilatam, acionando os ponteiros que passam a indicar altitudes cada vez
maiores. Cada uma dessas altitudes será sempre uma altitude pressão, porque o
altímetro continua ajustado padrão.
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Seja o caso oposto, em que a temperatura do ar vai baixando, a densidade
ou massa específica aumenta proporcionalmente, acarretando maiores valores de
pressão estática. As cápsulas do altímetro são comprimidas, forçando indicações de
altitudes pressão cada vez menores. Cada nova indicação do altímetro continua
sendo altitude pressão e as alterações ocorrem por efeito das variações de densidade
do ar apenas, visto que o altímetro continua fixo ao nível do mar. Cada um desses
valores de altitude pressão constitui o que se chama ALTITUDE DENSIDADE e a
definição diz que a Altitude Densidade é a Altitude Pressão corrigida para erros de
densidade do ar. Pelo exposto acima, três casos gerais ocorrem:
1° . A temperatura do ar, num dado nível, é igual à temperatura padrão no
referido nível e acarreta altitude densidade igual à altitude pressão.
2° . A temperatura do ar, num dado nível, é maior que a temperatura padrão
do referido nível e acarreta altitude densidade maior que a altitude pressão. A
densidade do ar é menor que a padrão.
3°. A temperatura do ar, num dado nível é menor que a temperatura padrão
do referido nível e acarreta altitude densidade menor que a altitude pressão. A
densidade do ar é maior que a padrão.
O cálculo da Altitude Densidade pode ser feito através do computador de
vôo ou através da seguinte relação:
Cada grau centígrado variado em relação à temperatura na ISA, acarreta
uma variação média de 100 FT na altitude densidade. Assim, podemos usar a seguinte
fórmula:
AD = AP + (100 x d)
onde, temos :
AD = Altitude Densidade
AP = Altitude Pressão
d = temperatura verdadeira menos a temperatura padrão.
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12 VENTO
Como sabemos, a variação do ângulo de incidência dos raios solares das
regiões equatoriais às polares, traz como conseqüência, um aquecimento
diferenciado entre essas regiões. Essas diferenças são causadas, em parte, em virtude
dos raios solares incidirem mais perpendicularmente sobre as latitudes baixas do que
sobre as latitudes altas, tornando as regiões equatoriais mais aquecidas do que as
regiões polares. Uma outra causa do aquecimento desigual está no fato de que certas
partes da superfície terrestre absorvem mais calor do que outras.
O ar aquecido expande-se, tornando-se mais leve do que o ar frio. Daí resulta
que uma diferença de temperatura estabelece uma diferença de pressão, obrigando
o deslocamento de grandes porções de ar no sentido horizontal, a fim de
contrabalançar essa diferença. Esses deslocamentos horizontais constituem os VENTOS
e compõem o que denominamos de CIRCULAÇÃO DO AR.
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12.1 Relação entre Pressão e Vento
O vento é definido como sendo o ar em movimento aproximadamente
horizontal e ocorre quando há diferenças de pressão entre duas regiões, ocasionadas
pela variação de temperatura.
Suponhamos dois pontos A e B, à superfície, ambos com a mesma pressão de
1014 hPa e, conseqüentemente, com a mesma densidade ou massa específica. A
densidade igual nos dois pontos determina um certo equilíbrio de pressão e, dizemos,
então, que o ar no ponto A vai estar em repouso em relação ao do ponto B e vice-
versa. Se, entretanto, a pressão do ponto B cair para 1010 hPa, continuando a pressão
no ponto A com o mesmo valor de 1014 hPa, teremos uma diferença de densidade
entre os dois pontos.
O ar tenderá a equilibrar a diferença de densidade, fluindo do ponto de
maior densidade (ponto A) para o de menor densidade (ponto B). Esse fluxo horizontal
do ar, tendendo a manter um certo equilíbrio de pressão, é chamado VENTO.
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12.2 Gradiente de Pressão
O fluxo do vento faz-se no sentido das pressões altas para as pressões baixas e
será tanto mais intenso quanto maior for a diferença entre as pressões.
A variação da pressão no sentido horizontal, considerada sobre uma
determinada distância, é chamada GRADIENTE DE PRESSÃO. A força que desloca o ar
no sentido das pressões mais baixas é denominada de FORÇA DO GRADIENTE DE
PRESSÃO. Essa força é que determina a velocidade com que o ar vai fluir. Essa força é
diretamente proporcional à diferença de pressão e inversamente proporcional à
distância entre as isóbaras.
Os ventos que fluem equilibrados pela força do gradiente de pressão
denominam-se VENTOS BAROSTRÓFICOS.
A Força do Gradiente de Pressão é considerada a força motriz dos ventos. Se,
no entanto, somente essa força atuasse sobre o ar em movimento, o vento sempre
sopraria diretamente das altas para as baixas pressões. Todavia, isso não ocorre
exatamente, pois outras forças também influem no deslocamento horizontal do ar,
como Força Centrífuga, Força de Coriólis e Força de Atrito.
12.3 Força Centrífuga
Como a Terra possui uma forma mais ou menos esférica, achatada nos pólos
e dilatada no Equador e gira em torno de seu eixo norte-sul, todos os objetos na sua
superfície estão sujeitos a uma força centrífuga. Essa força exerce grande influência
nos corpos que se movem rapidamente na superfície terrestre e pouca influência terá
sobre o vento, visto que este tem deslocamento mais lento.
12.4 Efeito da Rotação da Terra
Um corpo em movimento fica sob o efeito de uma força que tende a desviá-
lo para a ESQUERDA no Hemisfério Sul e para a DIREITA no Hemisfério Norte. Essa força
desviadora é chamada FORÇA DE CORIOLIS, em homenagem ao físico e matemático
francês, GASPARD GUSTAVE CORIOLIS, que estudou o deslocamento de uma parcela,
relativamente, à superfície da Terra, girando no espaço, determinando o efeito que a
referida parcela parecia sofrer, desviando-se de sua trajetória por causa da rotação
da Terra. Esta força é expressa por:
Coriólis = 2. V. Ω. SEN φ
C = Força de Coriólis
2 = Constante
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V = Velocidade do vento
Ω = Velocidade angular da rotação
da Terra
φ = Latitude onde ocorre o movimento
Como a Força de Coriólis é diretamente proporcional ao seno trigonométrico
do ângulo da latitude, podemos concluir que ela é máxima nos pólos e mínima no
Equador.
12.5 Circulação dos Ventos
Como já vimos, a Força do Gradiente de Pressão força o vento a fluir para
fora do centro de alta pressão, divergência de ventos, e para dentro do centro de
baixa pressão, convergência dos ventos.
Vejamos agora uma alta pressão no Hemisfério Sul. A força do gradiente de
pressão atuará para fora do sistema, ao mesmo tempo em que a força de Coriólis
atuará para a esquerda da direção. O vento, sob o efeito simultâneo das duas forças,
fluirá no sentido anti-horário, determinando a Circulação Anticiclônica.
Para o Hemisfério Norte, a única diferença é que a Força de Coriólis atua para
a direita, obrigando os ventos a fluírem em torno do sistema, no sentido horário.
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O vento que flui equilibrado pela força do gradiente de pressão e pela força
de Coriólis é denominado de VENTO GEOSTRÓFICO.
Nas baixas pressões, nos dois hemisférios, a força do gradiente de pressão
atua para dentro do sistema, enquanto a força de Coriólis atua para a esquerda da
direção, no Hemisfério Sul e para a direita no Hemisfério Norte. Isso faz com que os
ventos fluam, nas baixas pressões, no sentido horário no Hemisfério Sul e no sentido
anti-horário no Hemisfério Norte, determinando a Circulação Ciclônica.
12.6 Lei de Buys Ballot
A relação entre a distribuição da pressão e a direção do vento foi descrita
pela primeira vez no século XVIII, pelo Meteorologista holandês BUYS BALLOT. A lei
enuncia o seguinte:
“Se uma pessoa ficar de costas para o vento, no Hemisfério Sul, a área de
maior pressão ficará a sua esquerda e a de menor pressão a sua direita, ocorrendo o
oposto no Hemisfério Norte”.
Para fins aeronáuticos, a Lei de Buys Ballot pode ser enunciada da seguinte
maneira:
“Uma aeronave, voando com ventos de cauda no Hemisfério Sul, terá
pressões mais altas à esquerda e pressões mais baixas à direita, ocorrendo o oposto no
Hemisfério Norte”.
12.7 Camada de Fricção e Atmosfera Livre
A viscosidade do ar faz com que os ventos que fluem próximos à superfície
sofram variações de direção e velocidade, por efeito da fricção com a própria
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superfície e caracterize uma camada inferior da Troposfera, chamada CAMADA DE
FRICÇÃO.
À medida que nos afastamos da superfície, o efeito da fricção vai diminuindo
proporcionalmente, até atingir um nível no qual o atrito desaparece totalmente. Esse
nível é chamado NÍVEL GRADIENTE ou NÍVEL DO VENTO GEOSTRÓFICO. A camada
atmosférica compreendida entre a superfície e o nível gradiente é chamado de
CAMADA DE FRICÇÃO ou PLANETÁRIA e a atmosfera total acima dela é denominada
ATMOSFERA LIVRE.
O nível gradiente situa-se a 600 metros acima da superfície, embora oscile
entre 400 e 1000 metros, dependendo do aspecto orográfico.
12.7.1 Divisão da Camada de fricção:
a) Camada Limite ou Prandtl
Estende-se da superfície até 100 metros de altura. Nesta camada sopram os
ventos de superfície.
b) Camada de Transição
Estende-se da camada limite até o nível gradiente. A partir desta camada
sopram os ventos superiores ou ventos de altitude.
Os ventos, dentro da camada de fricção, fluem por efeito exclusivo do
gradiente de pressão e do atrito, sendo chamados de VENTOS BAROSTRÓFICOS, já que
nesta camada o efeito de Coriólis desaparece completamente.
A partir do nível gradiente, já dentro da Atmosfera Livre, o efeito do atrito
desaparece e o efeito de Coriólis volta a atuar, restabelecendo o equilíbrio
geostrófico. O equilíbrio geostrófico é estabelecido quando o vento flui equilibrado
pelas forças do gradiente de pressão e Coriólis, paralelamente às isóbaras. O vento
daí resultante é chamado de VENTO GEOSTRÓFICO.
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13 CIRCULAÇÃO GERAL DOS VENTOS
As regiões equatoriais recebem mais energia solar do que as áreas polares. No
equador o calor ganho por radiação é maior do que o calor perdido, enquanto que o
inverso se produz nos polos.
O excesso de calor do equador é transportada para os polos, enquanto que
o excesso de frio dos polos é trazida para as latitudes mais baixas, num movimento
contínuo, que tende a manter um certo equilíbrio em toda a atmosfera. Esse
movimento da atmosfera é denominado circulação geral.
Por causa do aquecimento constante, nas proximidades do equador, têm-se
menor pressão. Ao contrário, nos polos o ar torna-se mais denso e mais pesado, logo a
circulação nos níveis inferiores se faz dos polos para o equador, e ao contrário, nos
níveis superiores, nos dois hemisférios.
A circulação geral apresenta aspectos distintos:
(1) Uma faixa equatorial que separa os dois hemisférios, denominada de
Zona de Convergência Intertropical (ITCZ), também conhecida por: CIT, FIT, Equador
Termal, Mínimo Equatorial, Depressão Equatorial, Mínimo Meteorológico, etc.;
(2) Circulação Inferior que se estende da superfície até 6.000 metros
(20.000 pés);
(3) Circulação Superior dita, predominante de OESTE, que se encontra
acima da Circulação Inferior;
(4) Circulação Secundária ou Regional, são ventos que apresentam
características próprias, devido a geografia ou orografia irregular de um determinado
local.
13.1 Circulação Inferior
A Circulação Inferior estende-se da superfície até 6.000 metros e tem os
seguintes fluxos:
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Nas Latitudes Polares: Flui de ESTE
Nas Latitudes Temperadas: Flui de OESTE
Nas Latitudes Equatoriais/Tropicais: Flui de ESTE
Os Ventos Alíseos, pertencentes As latitudes equatoriais, tem o seguinte fluxo:
No HS flui de SE e no HN flui de NE.
13.2 A Circulação Superior Predominante de OESTE
Esta Circulação ocorre acima de 6.000 metros (20.000 pés). Tendo origem
sobre as latitudes equatoriais no retorno dos Alíseos (Contra-Alíseos). A Circulação
Superior desenvolve-se em espiral acelerando gradativamente à medida que vai se
aproximando das latitudes polares.
Apresenta os seguintes ventos:
a) Contra-Alíseos – Retorno dos Alíseos em altitude, flui de W
b) Jatos de Este – Sobre as latitudes equatoriais e tropicais, encontram-se
acima de 40.000 pés e apresentam uma velocidade variando entre 50 e 60 nós.
c) Correntes de Berson – Fluem de Oeste, ao longo do Equador, acima de
60.000 pés, com velocidades superiores a 100 nós.
d) Ventos Krakatoa – Fluem acima da Tropopausa, de este, sobre as latitudes
tropicais, com velocidades superiores a 100 nós.
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e) Vórtices Polares – A partir das latitudes tropicais e em direção aos polos, em
movimentos espiralados; são mais intensos no inverno, onde a velocidade pode
alcançar 200 nós.
f) Corrente de Jato (Jet Stream = JT ST) - Flui de oeste, sobre as latitudes
temperadas, encontra-se situado entre a troposfera e a tropopausa; é mais intensa no
outono/inverno. Sua velocidade média é superior a 100 nós; está associada,
normalmente, a uma CAT; ocorre na retaguarda de uma frente fria intensa. A formação
de uma corrente de jato denomina-se jatogênese e a dissipação, jatólise.
É dita isotermal, logo apresenta a característica de estabilidade. São mais
baixas no outono/inverno e bem mais elevadas no verão. A nebulosidade que
identifica a aproximação de uma corrente de jato é o Cirrus do tipo Uncinus (rabo de
galo). Na base da corrente pode ser encontrado Cirrocumulus (ar turbulento)
13.3 Circulação Secundária
São ventos caracterizados pelas perturbações atmosféricas locais,
provocados por efeito orográficos e/ou geográficos.
Os ventos da circulação secundária, mais conhecidos, são os seguintes:
a) Ventos de Brisas:
Marítimas – O aquecimento no continente acontece mais rapidamente do
que a superfície líquida do mar. Assim sendo, o ar em contato com o litoral, se aquece
facilmente durante o dia, tornando-se menos denso e com pressão menor, ao contrário,
o ar em contato com o mar permanece mais frio, logo, mais denso e com pressão
maior, isto implica que o vento flui do mar para a terra, mais intensamente nas tardes de
verão, onde as temperaturas serão maiores.
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Terrestres - No outono/inverno ocorre o processo inverso, fazendo com que o
vento venha a fluir da terra para o mar, mais intensamente nas noites ou madrugadas
de inverno intenso.
Brisa Marítima: M → T, TV
Brisa Terrestre: T → M, NI
a) Ventos de Vales e Montanhas
A origem destes ventos é ocasionada pela radiação solar diurna e pela
radiação terrestre noturna.
O aquecimento diurno do fundo de vales e suas encostas, provoca o
aquecimento do ar por contato, formando fluxos ascendentes de ar nas encostas,
denominados de ventos de vales.
O resfriamento noturno das montanhas e suas encostas, com o ar mais frio e
mais denso, obriga o ar a descer as encostas, caracterizando assim, os ventos de
montanhas.
VALES
SOBEM
DIURNOS
MONTANHAS
DESCEM
NOTURNOS
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a) Ventos Anabáticos e catabáticos
Uma encosta alongada é aquecida durante o dia pela radiação solar, o ar
em contato com ela, se aquece e tende a se elevar ao longo da encosta, constituindo
o vento anabático. O contrário deste vento vento é o catabático, ocorre durante as
noites descendo encostas alongadas.
b) Vento de Fohen (Efeito de Fohen)
Vento de natureza orográfica, resfriam-se à barlavento, às vezes formando
nebulosidade. No sotavento se aquecem adiabaticamente secos, constituindo-se em
ventos quentes e secos.
c) Ventos de Monções
São circulações termais e fluem sobre as latitudes equatoriais e tropicais,
vindos do mar para a terra nas tardes de verão e da terra para o mar nas noites de
inverno. Nas monções de verão ocorrem precipitações intensas. A mais conhecida das
monções é a monção das Índias. Estão associadas com os ventos alíseos.
13.4 Cisalhamento de vento
É uma mudança de vento sobre uma distância pequena na atmosfera.
Porque vento é um vetor, com velocidade e direção, cisalhamentos de vento podem
envolver uma mudança em velocidade ou direção, ou ambos. Este fenômeno pode
existir nos tipos de cisalhamento horizontal de vento (uma mudança de vento sobre
uma distancia horizontal) ou cisalhamento vertical de vento (uma mudança de vento
sobre uma distancia vertical), ou uma combinação de ambos destes tipos. A figura
abaixo representa uma situação de cisalhamento vertical de vento. Cisalhamento de
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vento é um fenômeno de muito interesse para aviação por causa da influencia nos
desempenhos de aviões. Micro-explosões produzem cisalhamento de vento e são mais
perigosos para aviões.
Cisalhamento vertical de vento é o segundo fator critico na determinação dos
tipos de trovadas e a severidade potencial de trovoadas. Cisalhamento vertical
engrandecerá ou diminuirá as forças das correntes de ar, o primeiro fator critico de
trovoadas. Trovoadas que ocorrem em fraco cisalhamento vertical de vento
geralmente aparecem eretos. Estas tempestades não duram por muito tempo como as
tempestades em forte cisalhamento vertical porque a corrente de ar descendente
corta a corrente de ar ascendente pela parte de baixo. Fenômenos severos destas
tempestades duram pouco e ocorrem imediatamente antes de dissipação. Trovoadas
severas de fraco cisalhamento de vento também são chamadas tempestades de
pulso.
14. TROVOADAS
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São perturbações atmosféricas de curta duração, de origem convectiva, que
se desenvolve de uma nuvem cumulonimbus (CB).
O termo trovoada designa as tempestades locais produzidas por nuvens
Cumulonimbus. Principalmente para a aviação, ela constitui uma das condições
meteorológicas de maior risco, pois é responsável por uma série de fatores capazes de
comprometer a segurança do vôo. Durante uma trovoada, podem ocorrer fenômenos
como ventos fortes, granizo, saraiva, descargas elétricas, turbulência, tornados,
formação de gelo e chuva intensa.
14.1 Condições de Desenvolvimento das Trovoadas
Para que haja uma trovoada é necessário a combinação das seguintes
condições:
• Instabilidade no ar
• Elevado teor de umidade relativa
• Nuvem CB
• Alto Conteúdo de Umidade
A umidade absoluta do ar atmosférico, conseqüência da evaporação,
constitui o combustível do desenvolvimento das nuvens Cumulonimbus. Grande parte
da energia calorífica utilizada durante o processo de evaporação e que se mantém
em estado latente no corpo evaporado, é transformada em energia cinética e
potencial no interior dos Cumulonimbus e será dissipada de forma violenta e
destruidora.
• Instabilidade Atmosférica Local
A instabilidade do ar contribui para que o crescimento vertical dos
Cumulonimbus possa ocorrer. É importante lembrar que a instabilidade não significa,
necessariamente, alta temperatura em superfície, mas um gradiente térmico vertical
superior a 1°C/100 m.
• Força Ascensional
A terceira condição significa o movimento de ascensão que gerará o
transporte do ar úmido para os níveis onde se desenvolverão os Cumulonimbus. Esta
ação de levantamento pode ser de duas ordens:
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a) Ação térmica. Por razões óbvias, durante o verão, os continentes são mais
quentes que os oceanos. Nessa época, as partículas de ar dos níveis inferiores,
aquecidas pela troca de calor com o solo, tornar-se-ão mais leves e ascenderão
naturalmente. No inverno, todavia, as forças ascensionais de origem térmica são mais
ativas no oceano.
b) Ação mecânica. A irregularidade topográfica dos continentes poderá fazer
o fluxo horizontal intenso e constante do ar úmido ascender e dar início ao processo
de crescimento de nuvens convectivas. A persistência dessa ação resultará em maior
duração do fenômeno. Na maioria das vezes, trovoadas persistentes, em
determinadas regiões, são devidas à topografia da região.
14.2 Tipos de trovoadas
1) Trovoadas de massas de ar - Formam-se no interior de uma massa quente e
úmida. Ocorrem em pontos isolados, são trovoadas esparsas. Classificam-se em:
a) Trovoadas convectivas ou termais – Formadas por convecção, são mais
freqüentes nas tardes de verão, sobre o continente e à noite sobre o mar, no inverno.
b)Trovoadas orográficas ou de encostas - Se formam por efeito orográfico no
barlavento das montanhas. São semi-estacionárias e persistentes.
c) Trovoadas advectivas - Se formam por advecção e são mais freqüentes à
noite, embora sejam raras e menos comuns que as demais.
2) Trovoadas frontais ou dinâmicas - Se formam pela convergência dos
ventos, de densidades, temperaturas e pressões diferentes. São intensas e violentas.
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Dividem-se em:
a) Trovoadas de frentes frias – São as mais violentas das trovoadas. São mais
ativas à tarde.
b) Trovoadas de frentes quentes – São trovoadas menos intensas,
normalmente o CB está embutido em nuvens estratiformes.
c) Trovoadas pré-frontais ou de linha de instabilidade - É também muito
intensa e violenta, deslocando-se com mais velocidade. Pode originar, inclusive,
tornados.
d) Trovoadas de frentes oclusas - Não são extensas e tampouco severas, são
semelhantes às trovoadas de frente quentes.
Atividades de trovoadas são associadas com nuvens cumulonimbus que
geram chuvas fortes, trovoadas, relâmpagos e, ocasionalmente, granizos. Quando o ar
quente e úmido se eleva num ambiente instável, dá o nascimento a uma trovoada. A
causa necessária para iniciar o movimento de ar ascendente pode ser a desigualdade
da superfície se aquecendo, o efeito do terreno, ou a ascensão do ar quente
juntamente com a zona de frente. Uma região favorável para o desenvolvimento de
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trovoada é ocasionada por uma divergência de ventos altos, porque divergência dos
ventos, altos, tendem, a ascender o ar debaixo deles. Vários destes mecanismos
normalmente trabalham juntos para gerar trovoadas severas.
Obviamente, as trovoadas representam condições meteorológicas que
devem ser evitadas, mas a ocorrência de, aproximadamente, 44.000 núcleos de
tempestades diárias, sobre a superfície terrestre, aumenta a possibilidade desse
encontro. No entanto, o conhecimento das características das trovoadas e dos
procedimentos a serem adotados numa região afetada poderão contribuir para
amenizar os seus efeitos, quando não houver alternativas.
Embora as trovoadas sejam fenômenos típicos de verão, na região tropical
ocorrem durante todo o ano; nas regiões temperadas, durante a primavera, o verão e
o outono e, nas regiões árticas ou antárticas, ocasionalmente no verão.
14.3 Desenvolvimento de uma trovoada
O desenvolvimento de uma trovoada ordinária dá-se pelo aquecimento das
temperaturas de alta superfície, e estas trovoadas são muito comuns à tarde e à
noitinha. Contudo, o aquecimento da superfície não é geralmente suficiente sozinha
para causar um crescimento elevado nas nuvens cumulonimbus. Uma célula solitária
de ar quente ascendendo, produzido por uma superfície aquecida, pode somente
produzir uma pequena nuvem cumulus. Mistura entre o ar úmido de uma nuvem nova
e, ar frio e seco, causa evaporação que dissipa a nuvem em 10 a 15 minutos.
14.4 Ciclo de Vida das Trovoadas
O ciclo de vida de uma trovoada passa por três estágios consecutivos, cuja
durabilidade (de 20 a 180 minutos) e intensidade dependerão dos fatores que deram
origem ao fenômeno. É pouco provável a percepção visual da mudança de estágio
de uma trovoada, principalmente porque as células dos Cumulonimbus que formam a
tempestade crescem em velocidades diferentes, e dois ou mais estágios podem
ocorrer simultaneamente, possuindo, entretanto, cada estágio, características próprias
e bastante perceptíveis.
14.4.1 Estágio de Cumulus
O desenvolvimento de uma alta nuvem cumulonimbus de 12km ou raramente
de 20km, requer um fornecimento contínuo de ar úmido. Cada nova ascensão de ar
úmido se eleva mais alto do que o último, aumentando assim a altura da nuvem. Esta
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fase no desenvolvimento de uma trovoada é chamada estágio de cumulus, e a mesma
é dominada por corrente de ar ascendente. Estas correntes de ar ascendentes podem
alcançar ocasionalmente uma velocidade de 160km/h para acomodar enormes
granizos.
Cumulus: Predomínios das ascendentes
Uma vez que a nuvem passa além do nível de congelamento, ocorre a
precipitação. Normalmente, dentro de uma hora do seu nascimento, o acumulo de
precipitação na nuvem é muito grande para a corrente de ar ascendente suportar. A
precipitação caindo causa um arrastamento no ar iniciando uma corrente de ar
descendente.
A criação da corrente de ar descendente é também ajudada pelo influxo do
ar frio e seco rodeando a nuvem, um processo chamado entranhamento. Este processo
intensifica a corrente de ar descendente, porque o ar acumulado é fresco e sendo
assim é pesado. Mas provavelmente a maior importância é que este ar é seco. Daí,
causando evaporação em algumas precipitações que caem (processo de resfrio),
resfriando o ar dentro da corrente de ar descendente.
14.4.2 Estágio de Maturidade
O início da chuva ou da queda de granizo faz surgir correntes descendentes
desde o interior da nuvem até a superfície, caracterizando a mudança de fase para
maturidade. É importante notar que as correntes descendentes são resultantes do
movimento da queda das gotas de chuva ou de granizo. As gotas d'água e o granizo
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existente na nuvem são mantidos em suspensão pelas correntes ascendentes até que,
não mais suportando a massa acumulada, estas são vencidas pelo peso das gotas.
Nesse momento, a nuvem já deve estar atingindo a altura média de 25.000 pés e, à
medida que a precipitação se intensifica, as correntes descendentes se fortalecem.
Estando a camada atmosférica bastante instável, o ar frio do interior da nuvem é
rapidamente acelerado para baixo, chegando a atingir velocidades de 2.500 pés por
minuto. O bolsão de ar frio descendente, ao chocar-se contra a superfície, produz
uma cunha de ventos fortíssimos e intensas forças cortantes (Wind Shear), perigosas
para as operações de pouso e decolagem.
Embora apareçam as correntes descendentes, as ascendentes se mantêm
intensas nas partes mais externas da nuvem, chegando a atingir velocidades próximas
a 6.000 pés por minuto.
Quando uma nuvem de trovoada, no estágio de maturidade, aproxima-se de
um aeródromo, a cunha de ar frio que a antecede produz bruscas alterações nos
ventos de superfície, que podem chegar a 180 graus e 30 ou 40 nós. Este fenômeno,
conhecido por "primeira rajada", constitui um grande perigo para a aterrissagem. O
piloto, em contato com a torre de controle, ciente da aproximação de uma nuvem
de trovoada, deverá perguntar se as mudanças bruscas do vento de superfície já
aconteceram; caso afirmativo, poderá supor que a primeira rajada já tenha cruzado o
aeródromo. No entanto, se ainda não ocorreram, deverá ficar atento ao
aparecimento, próximo ao solo, de turbulência forte, um claro indício da presença da
primeira rajada. Nestas condições, se possível, é preferível evitar o pouso naquele
momento.
Ocorre a precipitação, quando a corrente de ar descendente deixa a base
da nuvem. Isto marca o começo de uma nuvem no estágio de maturidade (Figura
abaixo). A corrente de ar descendente fresca se espalha lateralmente na superfície e
pode ser sentida no solo antes da precipitação. Os fortes pés de ventos frescos na
superfície indicam que as correntes de ar descendentes estão acima. Durante a fase
matura, correntes de ar ascendentes e descendentes coexistem lado a lado e
continuam no alargamento da nuvem. Quando a nuvem cresce acima da região
instável (normalmente localizada na base da estratosfera), as correntes de ar
ascendentes se espalham lateralmente produzindo um topo de bigorna característica.
Nuvens cirrus (geralmente gelos cristalizados), formam o topo e são espalhados para
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baixo pelos rápidos ventos altos. O período mais ativo de uma trovoada é a fase
matura, com rajadas, relâmpagos, fortes precipitações e às vezes granizos.
Maturidade: Ascendentes e descendentes
14.4.3 Estágio de Dissipação
Uma vez iniciada a corrente de ar descendente, faz com que o ar em volta
da célula (nuvem), tornar-se mais fresco e seco. Eventualmente, as correntes de ar
descendentes dominam toda a nuvem e inicia o estágio de dissipação (Figura abaixo).
O efeito de resfrio da precipitação que cai e o influxo de ar mais frio de cima, marcam
o final de uma atividade de trovoada. Sem umidade, a nuvem se evapora
rapidamente, algumas vezes deixando somente a bigorna de nuvens cirrus. Dentro de
um complexo de trovoadas, a duração de uma célula cumulonimbus sozinha é de uma
a duas horas.
Dissipação: Predomínio das descendentes
Em resumo, os estágios em desenvolvimento de uma trovoada são:
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1. O estágio de cumulus na qual correntes de ar ascendentes dominam toda
nuvem e cresce de cumulus para cumulonimbus;
2. O estágio de maturidade caracterizada quando correntes de ar
ascendentes e correntes de ar descendentes coexistem lado a lado;
3. O estágio de dissipação dominada por correntes de ar descendentes,
causando evaporação da estrutura.
14.5 Variedades das trovoadas
Trovoadas podem ser analisadas em três categorias básicas dentro do
espectro de trovoadas. As categorias refletem a compreensão cientifica neste
momento, mas não são perfeitas ou conclusivas. Os tipos de trovoadas principais são:
trovoadas de massas de ar, que são isoladas, trovoadas frontais ou dinâmicas ou multi-
células e trovoadas de linhas de instabilidade ou supercélulas. Uma "célula" denota
uma corrente de ar ascendente e uma corrente de ar descendente dupla. Trovoadas
frontais podem ser definidas nas categorias de trovoadas de linhas de instabilidade.
Uma trovoada de linha de instabilidade ou supercélula é uma tempestade com uma
intensa corrente de ar ascendente que pode produzir fenômenos severos, incluindo
tornados. Supercélulas são sempre classificadas de severas (com granizos 2cm ou mais
em diâmetro, rajadas de ventos de 90km/h, e/ou tornados).
14.5.1 Trovoadas Severas
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Trovoadas severas são definidas como trovoadas capazes de produzir
qualquer combinação de granizos de 2 cm de diâmetro ou mais, ventos de 90 km/h ou
mais, enchentes súbitas, ou tornados. A maioria de trovoadas severas, nas latitudes
médias ocorre ao longo, ou antes, de frentes frias que acompanham ondas ciclônicas.
Assim que o ar frio avança numa região de ar quente, o ar quente de menor densidade
é espalhado para cima ao longo da frente. Se o ar elevando-se é suficientemente
molhado, o processo de levantamento causa a condensação. Este também causa a
liberação de calor latente que torna o ar instável. Nesse caso começa o crescimento
vertical da nuvem, e o desenvolvimento de uma trovoada severa.
Trovoadas severas também pode formar-se em áreas de cisalhamento
vertical de vento. Este processo causa a inclinação da corrente de ar ascendente no
estágio da maturidade. A inclinação das correntes de ar ascendente é muito
importante para o desenvolvimento, existência contínua, e propagação do sistema de
trovoada severa. Quando a precipitação torna-se muito pesada para ser suportada
pelas correntes de ar ascendentes, elas caem dentro das correntes de ar
descendentes. Porque as correntes de ar ascendentes fluem sem interrupção, elas são
capazes de alcançar velocidades rápidas.
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Movimentos em uma trovoada severa
As correntes de ar ascendentes podem ser tão fortes que o topo da nuvem é
capaz de atravessar a estratosfera estável. Algumas vezes, o topo da nuvem pode
alcançar mais de 18 quilômetros acima da superfície. Violentas correntes de ar
ascendentes seguiram granizos suspensos na nuvem o tempo suficiente para os mesmos
crescerem. Quando os granizos alcançam um tamanho considerável, eles caem na
base da nuvem, ou são lançados para o lado por uma forte corrente de ar ascendente,
e também são lançados para a base da bigorna. Aviões têm encontrado granizos em
ar claro, quilômetros fora de uma tempestade.
Perto da extremidade de uma trovoada severa, a corrente de ar
descendente é alimentada pelo ar que rodeia a nuvem sendo atraído para dentro do
sistema. Quando algumas precipitações caem, evaporam-se, esfriam o ar, certamente
produzindo a corrente de ar descendente. O ar frio que alcança a superfície age como
uma cunha, forçando o ar úmido e quente para a superfície ascender no sistema. Por
este motivo, as correntes de ar descendente e ascendente trabalham juntas para
manterem-se uma a outra. Assim, a trovoada severa é capaz de manter-se por si
mesma (por muitas horas em alguns casos).
O nível de vôo mais apropriado para se cruzar uma nuvem de trovoada
depende da altura de sua base, dos mínimos permitidos e da topografia do terreno.
Se a base da tormenta for mais alta que o nível de segurança de vôo, a passagem
poderá ser realizada pelo terço superior do espaço entre o solo e a base da nuvem,
desde que a topografia seja plana. A opção mais racional é, no entanto, voar pela
parte superior, ou contorná-la pela esquerda (no hemisfério sul) ou pela direita (no
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hemisfério norte). Em caso de entrada inevitável, o piloto deve desligar o piloto
automático, fixar os objetos soltos, colocar cintos de segurança e manter o rumo até
sair da tormenta.
14.6 Perigos de Vôo em uma Trovoada
Ao decidir cruzar uma região afetada por uma tormenta, o piloto deve estar
consciente que aquela ação é imperiosa ou que não lhe resta outra alternativa.
Vejamos, por ordem de importância, os fenômenos meteorológicos mais significativos
que poderão ocorrer.
14.6.1 Turbulência
A turbulência existente na trovoada é produzida pela combinação de
intensas correntes verticais, que podem produzir consideráveis alterações da altitude
da aeronave, com remoinhos irregulares, capazes de fazer gerar acelerações
extremamente perigosas para a estrutura do avião. Enquanto os pilotos estão
acostumados com variações verticais de velocidade na ordem de 400 a 600
pés/minuto, essas variações, em condições de turbulência extrema, podem chegar a
valores próximos a 5.000 pés/minuto, o suficiente para deixar a aeronave totalmente
fora do controle do seu comandante.
É importante levar em conta que a turbulência é muito mais intensa em todo
o borde dianteiro do Cb, aumentando de baixo para cima, até próximo ao nível
médio da nuvem. Daí em diante, a turbulência vai decrescendo até as proximidades
do topo. A intensidade dos movimentos causadores da turbulência depende da
distância entre o nível de condensação e o de congelamento, isto é, entre o NCC e a
superfície de 0°C: quanto maior, mais ativo o Cumulonimbus.
O nível de vôo mais apropriado para se cruzar uma nuvem de trovoada
depende da altura de sua base, dos mínimos permitidos e da topografia do terreno.
Se a base da tormenta for mais alta que o nível de segurança de vôo, a passagem
poderá ser realizada pelo terço superior do espaço entre o solo e a base da nuvem,
desde que a topografia seja plana. A opção mais racional é, no entanto, voar pela
parte superior, ou contorná-la pela esquerda (no hemisfério sul) ou pela direita (no
hemisfério norte). Em caso de entrada inevitável, o piloto deve desligar o piloto
automático, fixar os objetos soltos, colocar cintos de segurança e manter o rumo até
sair da tormenta.
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Em virtude da forte turbulência, os instrumentos de bordo tornam-se não
confiáveis, pois as bruscas variações verticais induzem a erros significativos no altímetro
e dificultam a leitura do "climb".
14.6.2 Granizo
Embora não ocorra com freqüência, a presença do granizo nas trovoadas é o
segundo maior perigo para o vôo. É encontrado durante o estágio de maturidade e
envolvido nas fortes correntes ascendentes que atuam acima do nível de 0°C, no
interior da nuvem, ou nas proximidades da bigorna, fora da nuvem. Mesmo não
havendo uma regra segura para evitar o granizo, acredita-se que a região dianteira é
a mais perigosa, principalmente nas trovoadas mais intensas.
14.6.3 Formação de Gelo
Numa região de trovoada, os efeitos da formação de gelo já não oferecem
tanto perigo quanto a turbulência e o granizo. Isto porque a pequena área de
formação, associada às grandes velocidades das aeronaves mais modernas e aos
sistemas antigelo existentes, minimizam os seus resultados. Entretanto, não convém
negligenciar essa possibilidade porque ela nunca ocorre isoladamente. Além disso,
nada garante que a região afetada por uma trovoada esteja, sempre, associada a
poucos núcleos de Cumulonimbus.
14.6.4 Raios e Eletricidade Estática
A característica mais espetacular das trovoadas e, ao mesmo tempo, a
menos importante, são os fenômenos elétricos que nelas se produzem. Não se pode
descartar, todavia, o seu efeito psicológico sobre tripulantes e passageiros, devido ao
vivo resplendor dos relâmpagos e à fadiga mental produzida pela continuada tensão
emocional.
O campo elétrico criado dentro de uma nuvem se forma por razões ainda
não bem conhecidas, embora saibamos que a causa fundamental é o atrito causado
entre as partículas que compõem a nuvem; mas a realidade é que um gradiente de
potencial elétrico vai aumentando até alcançar valores superiores a 1.000.000 (um
milhão) de volts por metro, quando, então, produzirá a descarga.
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As faíscas elétricas já registradas em nuvens de trovoada podem ser
conduzidas por elementos cujo diâmetro seja igual a uma polegada; portanto,
raramente produzem grandes avarias em um avião metálico, porque os pontos de
entrada e saída são os mais distantes do centro da aeronave e os mais pontiagudos,
tais como antenas, asas, empenagem, etc. Nesses pontos, no entanto, pode haver
danos causados pela fusão do metal. Sempre que fatos semelhantes acontecerem, é
conveniente revisar o estado dos descarregadores de estática que, certamente, não
se encontrarão mais em boas condições.
O piloto poderá suspeitar da possibilidade de receber uma descarga elétrica
quando, voando à noite, observar "Fogo de Santelmo", halos ou coroas luminosas em
alguma parte externa do avião, oriundos da eletricidade estática acumulada na
carcaça da aeronave. Nesse caso, uma boa medida é utilizar o sistema antigelo das
hélices (se for líquido), que ajuda a descarregar a estática, acender as luzes de
cabine, para evitar deslumbramentos, e retirar os fones de ouvido.
14.6.5 Precipitação, Visibilidade e Teto
Uma trovoada contém quantidade considerável de água no estado líquido,
mas toda essa umidade não é necessariamente precipitada como chuva. Gotas de
água são elevadas acima das nuvens pelas correntes ascendentes ou podem estar
suspensas, resultando em uma redução da visibilidade, com tendência a zero, dentro
da nuvem. Quando a precipitação atinge a superfície, geralmente é bastante forte
para ocasionar teto baixo e visibilidade reduzida.
14.6.6 Efeito nos Altímetros
A pressão, em geral, decresce rapidamente com a aproximação de uma
trovoada. Aumenta sob o efeito da primeira rajada de vento e a chegada da
corrente fria de ar descendente e fortes chuvas. A pressão logo retorna para o valor
normal quando a chuva termina e a trovoada vai se afastando. Esse ciclo de variação
de pressão pode ocorrer em 15 minutos. A altitude indicada num altímetro, durante a
chuva forte, pode ser errada em dezenas de metros, poucos minutos após o término
da chuva.
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14.6.7 Ventos de Superfície
A dispersão horizontal das correntes descendentes sob a trovoada ocasiona
uma rápida mudança na direção e na velocidade do vento imediatamente antes da
passagem da trovoada. As rajadas e instabilidade do vento são, geralmente,
perigosas para o pouso e decolagem de aeronaves. Geralmente, a primeira rajada
precede a chegada de nuvens em forma de rolos e, a seguir, a chuva.
Freqüentemente Os ventos de superfície elevam considerável quantidade de poeira e
entulho, à medida que a trovoada avança. a força da primeira rajada geralmente é
mais forte do que o vento observado na superfície durante a trovoada e, em casos
extremos, poderá atingir 100 KT. As nuvens em forma de rolos estão sempre presentes,
mas são encontrados, com mais freqüência, na dianteira das frentes com rápido
movimento ou das linhas de trovoadas, representando condições extremamente
turbulentas.
14.7 Complexos Convectivos de Mesoescala
Quando as condições são favoráveis para convecção, ocasionalmente um
número de trovoadas individuais cresce em tamanho e organizam-se em um grande
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sistema de convecção. Estes sistemas, chamados Complexos Convectivos de
Mesoescala (CCMs), podem ser 1000 vezes maiores do que uma trovoada individual.
Muitas vezes, estes sistemas são enormes atingindo 100.000 km2, cobrindo um Estado
inteiro.
Aparentemente, as trovoadas individuais dentro de uma CCM trabalham
juntas para criarem um sistema atmosférico que excede 12 horas de duração. A
circulação do CCM suporta o crescimento de novas trovoadas como também uma
região espalhada de precipitação. Os CCMs também produzem uma variedade de
tormentas atmosféricas, incluindo granizos, ventos fortes, enchentes súbitas e destrutivas,
e tornados.
CCMs são encontrados em grandes quantidades nos oceanos tropicais,
predominantemente na Zona de Convergência Intertropical (ITCZ), sobre regiões
continentais nas Grandes Planícies dos Estados Unidos, o Sahel da África, e sobre as
latitudes médias da América do Sul.
Casualmente, existem variedades de Sistemas Convectivos de Mesoescala
(SCMs) que possuem muitas características de uma CCM, mas em comparação, eles
duram pouco e não crescem muito.
14.8 Micro-explosões (tesoura de vento)
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Embaixo de uma trovoada, a corrente de ar descendente talvez se localize
assim que ela toca o solo e espalha-se horizontalmente em uma explosão de vento
radial. Como por exemplo, semelhante a água correndo da torneira e atingindo a pia
abaixo. Estas correntes de ar descendentes chamam-se micro-explosões quando os
ventos estendem-se somente 4 quilômetros ou menos que isto (Figura 10-6). Apesar de
ser bem pequeno, uma micro-explosão intensa pode induzir ventos devastadores que
atingem 146 nós (270km/h).
A formação de uma frente de rajada acontece quando a micro-explosão
atinge o solo e continua como um afluxo em expansão. Por isso, uma micro-explosão
pode se desenvolver em uma frente de rajada.
Micro-explosões são capazes de arrancar árvores e danificar severamente
estruturas fracas. Também, micro-explosões podem ser responsáveis por alguns danos
que muitas vezes eram atribuídos aos tornados. Micro-explosões e seus acompanhantes,
o cisalhamento de vento (mudanças rápidas em velocidade ou direção de vento)
pode ser responsável por inúmeros acidentes de aeronaves. Quando uma aeronave
voa através de uma micro-explosão, ela, primeiro encontra um vento de frente que
gera uma elevação extra. Contudo, em segundos o vento de frente é substituído por
um vento de traseira que causa uma perda repentina de elevação na aeronave e
subseqüentemente uma queda na atuação da mesma. Em Abril de 1985, uma micro-
explosão causou um acidente no aeroporto regional de Dallas-Forth Worth nos Estados
Unidos. Assim que a aeronave chegava à aproximação final, encontrou uma severa
tesoura de vento debaixo de uma trovoada pequena, porém, intensa. Então a
aeronave caiu e explodiu numa bola de fogo. Mais de cem passageiros pereceram.
Micro-explosões podem ser associadas com trovoadas severas, produzindo
ventos fortes causando muitos danos. Estudos mostram que micro-explosões também
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ocorrem com nuvens e trovoadas que produzem somente chuvas isoladas. Estas nuvens
podem ou não conter trovões e raios.
14.9 Relâmpagos
Um relâmpago é uma descarga elétrica visível produzida por uma trovoada.
Relâmpagos ocorrem dentro de uma nuvem (relâmpagos intra-nuvem), de uma nuvem
para outra (relâmpagos nuvem-nuvem), de uma nuvem e a atmosfera (descargas para
o ar), ou de uma nuvem e solo (relâmpagos nuvem-solo). A maioria dos raios ocorre
dentro da nuvem, enquanto que mais ou menos 20% ocorrem entre a nuvem e solo.
Uma descarga pode aquecer o ar até 30,000°C, o que é cinco vezes mais quente do
que a superfície solar. Este calor extremo causa a expansão explosiva do ar. Isso inicia
uma onda de choque que se torna trovão que sai em todas as direções de um
relâmpago.
Vemos o relâmpago instantaneamente depois de uma descarga. Mas o som
do trovão viaja somente 330 metros por segundo (1km em 3 segundos). Contando os
segundos do momento que vemos o relâmpago até ouvirmos o trovão, podemos
determinar a distância aonde ocorreu a descarga. Por exemplo, se vemos o relâmpago
e ouvimos o trovão quinze segundos depois, a descarga do raio ocorreu a uma
distância de 5 km.
Relâmpagos estão sempre presentes dentro
(e ao redor) de uma trovoada.
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Quando o relâmpago está bem próximo, o trovão soa como um estalo
seguido de uma forte pancada. Quando está distante, às vezes o som é como um
estrondo, que pode ser causado pelo som vindo de áreas diferentes da descarga. O
estrondo também é acentuado quando a onda de som ricocheteia nos morros,
prédios, etc. Algumas vezes o trovão não é ouvido, porque a atmosfera pode curvar e
enfraquecer as ondas de som. Uma trovoada típica produz três ou quatro descargas
por minuto. Geralmente, as trovoadas severas produzem mais.
14.9.1 Eletrização das Nuvens
O campo elétrico da atmosfera estável é caracterizado por uma carga
negativa na superfície e uma carga positiva na alta atmosfera. Para ocorrer o raio, é
necessário que existam regiões separadas contendo cargas elétricas opostas numa
nuvem cumulonimbus.
Uma forma para eletrização das nuvens é quando partículas de gelo (como
granizos) caem sobre uma região de gotas liquidas super-frias e gelos cristalizados.
Assim que gotas líquidas colidem com um gelo cristalizado, elas se congelam e soltam
calor latente. Isso permite que a superfície da partícula de gelo permaneça mais
quente do que os gelos cristalizados ao redor. Quando a partícula de gelo quente entra
em contato com um gelo cristalizado frio, existe ai uma transferência de íons positivos
dos objetos quentes para os objetos frios. Dai, a partícula de gelo recebe uma carga
negativa e o gelo cristalizado recebe uma carga positiva.
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De qualquer maneira, as partículas de carga positiva mais leves são elevadas
para o topo da nuvem pelas correntes de ar ascendentes. Enquanto que as maiores
partículas de carga negativa caem para baixo da nuvem. Esta distribuição induz uma
carga positiva no solo, porque cargas opostas se atraem.
Relâmpagos nuvem-solo começam dentro da nuvem quando o campo
elétrico localizado excede o valor critico num trajeto provavelmente de 50 metros de
comprimento. Esta situação causa uma onda de elétrons virem a ser lançados para a
base da nuvem e depois para o solo numa série de escalas. Assim que os elétrons saem
da nuvem, eles colidem com moléculas de ar que as ionizam e produzem um canal
condutor facilitando o trajeto para outros elétrons.
Cada onda de elétron cobre cerca de 50 ou 100 metros, depois pára por uns
50 milionésimos de segundo, e ocorre, novamente mais ou menos 50 metros ou mais.
Este líder escalonado é muito indistinto e normalmente invisível aos olhos humanos.
Assim que a ponta do líder escalonado se aproxima do solo, a corrente da carga
positiva começa a se levantar do solo aonde eles se encontram. Depois deste
encontro, um grande número de elétrons, flui para o solo e, uma maior, mais luminosa
descarga de retorno, muitos centímetros em diâmetro, ascendem para a nuvem no
mesmo trajeto do líder escalonado. Daí os elétrons descendem estabilizando um claro
canal de corrente que se propaga acima. Ainda que a descarga de retorno clara
ascenda do solo para a nuvem, isto acontece tão rapidamente (em dez milésimos de
segundo) que nossos olhos não conseguem perceber este movimento, e nós vemos o
que parece ser uma continuação do flash do raio.
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14.9.2 Proteção contra RelâmpagosUma descarga de relâmpago em um
edifício desprotegido pode ser catastrófica. Com até 100.000.000 volts de eletricidade e
uma força comparável àquela de um pequeno reator nuclear, o relâmpago tem a
potência de destelhar estruturas, explodir paredes de tijolo e de concreto e inflamar
fogos fatais. Além de danos estruturais, um surto de relâmpago através de fios elétricos
causa danos do fio e a destruição de equipamentos eletrônicos, incluindo
computadores, televisões, estéreos, sistemas de segurança, etc.
Porque as descargas favorecem o trajeto dos menos resistentes para a
superfície, pontos altos na superfície da Terra, como picos de montanhas, arranha-céus,
topos de árvores e antenas são particularmente vulneráveis aos relâmpagos. Quanto
mais próximo o objeto de carga positiva está da nuvem, mais vulnerável ele fica para
os relâmpagos. Em áreas onde trovoadas são mais freqüentes, as maiorias dos edifícios
tem pára-raios para carregar as descargas para o solo sem causar danos. Pára-raios
não atraem relâmpagos, mas se relâmpago for atingir uma casa, atingirá os pára-raios.
Cada pára-raio fornece um cone de proteção ao redor de um edifício numa
inclinação de 45 graus. Por esta razão, edifícios freqüentemente contém mais de um
pára-raio para proteção contra relâmpago. A instalação apropriada requer que os
condutores tenham altura suficiente, estenda-se sobre todos os pontos elevados do
prédio, sejam conectados num sistema sem ângulos agudos, e bem enterrados na terra
em diferentes pontos. Durante uma trovoada, a concentração da carga positiva será
máxima na ponta do pára-raio, e aumenta a probabilidade da descarga atingir a
ponta. Depois, a descarga segue inofensivamente num fio condutor isolado para a
terra.
14.9.3 Proteção de Pessoas
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Pessoas estão em mais perigo de serem atingidas por relâmpago durante
trovoadas em área próxima, mas relâmpago pode viajar 10 quilômetros ou mais fora
das tempestades. Algumas pessoas foram atingidas pelo relâmpago durante céu claro
enquanto jogavam golfe, nadavam num lago, e debaixo de árvores. Você pode tomar
precauções para minimizar as chances de ser atingida(o) por relâmpago quando
trovoadas estão acima ou perto de você.
Durante uma trovoada, quando relâmpago e trovão são observados, você
estará mais seguro dentro de sua casa ou de um edifício. Fiquem longe de portas e
janelas abertas, telefones, objetos metálicos, chaminés ou eletrodomésticos. Saia das
banheiras e chuveiros. Saia de casa somente se for necessário, e evite objetos altos,
como árvores isoladas. Também evite topos de morros, lugares abertos e cercas de
arame. Fique dentro de seu veículo se você estiver viajando.
14.10 Sprites, Elves e Jatos Azuis
Relâmpagos produzem fenômenos transientes na atmosfera superior acima
de trovoadas. Estes fenômenos são fracas luzes quase invisíveis ao olho humano.
Reportagens destas emissões existem a mais de um século, com algumas observações
de pilotos. Reportagens iniciais referiram-se a estes eventos por vários nomes, incluindo
"descargas ascendentes", "descargas nuvem-estratosfera" e "descargas nuvem-
ionosfera". As primeiras imagens foram capturadas por veículo espacial nos anos de
1990. Depois disto, milhares de imagens foram capturadas pelas aeronaves e câmaras
sensíveis no solo. Intensos esforços experimentais e teóricos estão ocorrendo para
determinar como estes fenômenos formam uma parte do ambiente terrestre elétrico.
Sprites são flashes luminosos maciços e fracos que aparecem diretamente
acima de trovoadas e são relacionados com descargas nuvem-solo e intra-nuvem. As
suas estruturas são poucas e isoladas ou múltiplas pintas verticalmente alongadas que
se estendem dos topos das nuvens para altitudes de quase 95 km. Sprites são
geralmente vermelhos e raramente ocorrem isolados, mas em grupos de dois, três ou
mais. Evidencias neste momento sugerem que sprites ocorrem nas áreas decadentes de
trovoadas ativas e duram apenas poucos milisegundos. Sprites são quase invisiveis aos
olhos humanos, mas com imagens intensificadas de televisões obtidas do solo ou
aeronaves, eles aparecem como fantásticas estruturas complexas que assumem formas
variadas.
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Elves são brilhos difundidos de moléculas gasosas ionizadas que ocorrem na
baixa ionosfera, mais ou menos 90 km acima do solo. Eles duram menos do que os
Sprites, por somente algumas centenas de microsegundos. Sprites e Elves podem
ocorrer isolados ou juntos. Elves são mais fracos do que os Sprites, e necessitam
equipamentos de ampliação de luz para que possam ser observados. Nem todas as
trovoadas produzem Sprites ou Elves, como as trovoadas pequenas e isoladas. Também,
eles nem sempre são produzidos pelos relâmpagos. Somente 40% de relâmpagos que
ocorrem são descargas nuvem-solo, e 5 a 10% das descargas nuvem-solo são
relâmpagos positivos. Quase 10% das descargas nuvem-solo positivas produzem sprites e
elves.
Jatos azuis são um outro tipo de fenômeno óptico de altitudes, que ocorrem
na alta troposfera. Eles são diferentes dos Sprites, sendo observados acima de trovoadas
usando câmaras de alta sensibilidade. Jatos azuis são explosões ópticas acima de
regiões de trovoadas eletricamente ativadas. Seguindo a sua aparição do topo da
trovoada, eles tipicamente propagam-se para cima em cones estreitos de pelo menos
15 graus de largura em velocidades verticais de 100 km/s, ou 300 vezes a velocidade de
som. Finalmente, eles espalham-se e desaparecem em altitudes de mais ou menos 40 a
50 km.
Para ver estes fenômenos ópticos, há a necessidade de acesso visual da
região acima da tempestade, sem obstáculos de outras nuvens, contra um céu escuro
à noite. Os olhos precisam estar devidamente ajustados na escuridão. Precisamos ficar
200 a 300 km fora da tempestade para ter um bom visual. Sprites serão breves flashes
que ocorrem muito rapidamente para serem seguidos com os olhos, mas estas estrias
estruturais e cor avermelhada fraca podem ser percebidas.
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15. SISTEMAS FRONTAIS
Um planejamento de vôo seguro e econômico depende do conhecimento e
das expectativas do piloto quanto aos movimentos dos sistemas de massa de ar ao
longo de sua rota. Em vôo, o piloto, informado e consciente do ambiente em que se
encontra, decidirá mais adequadamente sobre o que e como fazer, quando algum
fenômeno meteorológico aparecer. Isso, evidentemente, muito o auxiliará nos
momentos mais difíceis da viagem.
Neste capítulo estudaremos os conceitos básicos de massa de ar e as
conseqüências dos seus deslocamentos.
15.1 Massas de Ar
Podemos observar a existência de amplo volume de ar aquecido ocupando
as latitudes tropicais e outro mais frio sobre as regiões polares, ambos com gradientes
térmicos bastante reduzidos. Entre os dois, as latitudes médias servem de "transição
gradativa". Nessas latitudes, no entanto, grandes massas de ar, polares ou tropicais,
periodicamente se manifestam, fazendo-se notar pela área de mau tempo que as
acompanha.
Toda e qualquer massa de ar pode ser definida como uma grande porção da
atmosfera, cujas propriedades físicas, em especial a temperatura, o conteúdo de
umidade e o gradiente térmico vertical, são mais ou menos uniformes para uma
extensão horizontal de várias centenas de quilômetros.
15.2 Regiões de Origem
As massas de ar adquirem suas características por permanecerem
estacionadas numa região por um período suficientemente longo (cerca de uma
semana, pelo menos) para que as propriedades termodinâmicas alcancem o estado
de equilíbrio, constituindo-se, assim, um volume praticamente homogêneo.
Evidentemente, as propriedades da região fonte irão se refletir nas
características da massa e, por conseguinte, a denominação da fonte identificará
aquela massa de ar. Quando essas massas atmosféricas se deslocam da região de
origem, progressivamente vão perdendo suas características originais em
conseqüência das trocas com a superfície sobre a qual escoa e dos movimentos
verticais que vão surgindo em seu interior.
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15.3 Classificação das Massas de Ar
As massas de ar são designadas por uma letra minúscula, que define a
natureza da região de origem, se marítima (m) ou continental (c), seguida de uma
letra maiúscula que define a latitude de origem, Equatorial (E), Tropical (T), Polar (P),
Ártica (A) e Antártica (A).
A classificação geral das massas de ar, portanto, se faz assim:
Tropicais - marítimas Tropicais - mT
- continentais Tropicais - cT
Equatoriais - marítimas Equatoriais - mE
- continentais Equatoriais - cE
Polar - marítima Polar - mP
- continental Polar - cP
Árticas e Antárticas - marítima Ártica - mA
- continental Antártica - cA
Uma massa de ar é ainda designada pela letra minúscula (k), Massa Fria,
quando se apresenta mais fria do que a superfície sobre a qual se desloca, ou pela
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letra minúscula (w), Massa Quente, quando se apresenta mais aquecida do que a
superfície sobre a qual se desloca.
Estas duas propriedades das massas de ar ainda poderão classificá-las da
seguinte forma:
Massas Polares: mPw, mPk, cPw, cPk
Massas Tropicais: mTw, mTk, cTw, cTk
As massas Equatoriais, Árticas e Antárticas são, em realidade, as que dão
origem e induzem as massas Polares e Tropicais, pois permanecem sempre sobre suas
regiões de origem.
15.4 Características das Massas de Ar
Os fenômenos meteorológicos produzidos no interior de determinada massa
de ar dependem das características dessas massas, isto é, das condições de
temperatura, umidade e gradiente térmico vertical.
Evocando os assuntos tratados em capítulos anteriores, podemos concluir
que:
a) as massas quentes, ao se deslocarem sobre regiões frias, tenderão a
resfriar-se e, conseqüentemente, tornar-se-ão estáveis, o que propicia a formação de
névoa e nevoeiros, reduzindo, significativamente, a visibilidade;
b) as massas frias, ao se deslocarem sobre regiões quentes, tenderão a se
aquecer e, conseqüentemente, tornar-se-ão instáveis, o que facilita a dispersão das
partículas em suspensão, proporcionando boa visibilidade;
c) as massas continentais possuem baixo índice de umidade, o que dificulta a
formação de nuvens;
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d) as massas marítimas possuem alto índice de umidade, o que facilita a
formação de nuvens;
e) as massas quentes, úmidas e estáveis tendem a produzir má visibilidade,
grande quantidade de nuvens estratiformes e chuva leve e contínua;
f) as massas frias, secas e instáveis tendem a proporcionar boa visibilidade e
pequena quantidade de nuvens; e
g) as massas instáveis, quando úmidas, produzem grande quantidade de
nuvens Cumuliformes e, conseqüentemente, chuvas fortes e trovoadas.
15.5 Frentes
Os conceitos de “frente” foram introduzidos na literatura meteorológica
durante a década 1920/1930 por Bergeron, Bjerknes e Solberg. Desde então, esses
conceitos têm sido amplamente adotados e ainda figuram como base importante na
análise do tempo.
Uma frente é uma zona de transição entre duas massas de ar de densidades
diferentes. Porque diferenças em densidades freqüentemente são causadas por
diferenças em temperaturas, frentes normalmente separam massas de ar com
temperaturas de contraste. Geralmente, uma massa de ar é mais quente e úmida do
que a outra. Massas de ar estendem-se horizontalmente e verticalmente;
conseqüentemente, a extensão ascendente de uma frente é chamada de superfície
frontal ou zona frontal.
A maioria de fenômenos interessantes de
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tempo ocorrem ao longo de frentes.
Acima do solo, a superfície frontal inclina-se em um ângulo baixo permitindo o
ar mais fresco cobrir o ar mais frio. Idealmente, as massas de ar em ambos os lados da
frente mover-se-iam na mesma direção e velocidade. Nesta condição, a frente agiria
simplesmente como uma barreira que segue juntamente com as massas de ar e
nenhuma massa poderia penetrar. Mas geralmente, a distribuição de pressão através
de uma frente permite uma massa de ar mover-se mais rápida do que a outra. Assim,
uma massa de ar avança ativamente contra a outra e elas colidem.
Quando uma massa de ar move-se de encontro à outra, resulta daí uma
mistura ao longo de superfície frontal. Na maioria das vezes, as massas não perdem as
suas identidades quando uma é superposta acima da outra. Qualquer massa que
avança, é sempre um ar mais quente e menos denso que é forçado para o alto, ao
passo que o ar mais fresco e mais denso atua com uma cunha ocorrendo assim o
levantamento.
Para identificar uma frente em um mapa do tempo de superfície,
meteorologistas usam:
• Mudanças de temperaturas rápidas sobre uma distância relativamente
pequena;
• Mudanças em umidade de ar (mudanças no ponto de orvalho);
• Troca de direção de ventos;
• Pressão e mudanças em pressão;
• Nuvens e padrões de precipitação.
Vejamos agora os tipos principais de frentes e suas características.
15.5.1 Frente Quente
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Figura 8-3 O tempo na superfície associada com uma frente quente.
(Precipitação representada em áreas verdes).
A velocidade média de movimento de uma frente quente é de 25 km/h, ou
metade do que a frente fria. Durante o dia, quando a mistura ocorre nos dois lados da
frente, o movimento desta frente pode ser mais rápida. Frentes quentes freqüentemente
movem em uma série de saltos rápidos, mas durante a noite, radiação resfriada cria ar
mais frio e denso na superfície atrás da frente. Isto inibe levantamento de ar e
movimento adiantado da frente.
Assim que o ar quente ascende sobre a cunha recuada de ar frio, ele se
expande, se resfria e se condensa em nuvens freqüentemente com precipitação. O
primeiro sinal de uma típica frente quente em aproximação é nuvens Cirrus (CI). Estas
nuvens podem ser formadas a 1000 quilômetros ou mais adiante de uma frente quente.
As nuvens Cirrus então se graduam em nuvens Cirrostratus (CS) e Altostratus (AS). Perto
de 300 quilômetros adiante da frente, nuvens Stratus (ST) e Nimbostratus (NS) aparecem
e começa a precipitação (neve, chuva ou garoa).
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O tempo na superfície associada com uma frente quente.
(Precipitação representada em áreas verdes)
A precipitação associada com uma frente quente antecede a posição na
superfície da frente. Algumas das chuvas que caem no ar mais frio abaixo das nuvens
podem evaporar. O ar abaixo da base das nuvens freqüentemente torna-se saturado
formando nuvens stratus. Ocasionalmente, estas nuvens crescem rapidamente para
baixo e podem causar problemas para pilotos de aviões pequenos que requerem boa
visibilidade. Os pilotos podem experimentar boa visibilidade em um minuto e nevoeiro
frontal no próximo. Sendo assim, voar na proximidade de uma frente quente é muito
perigoso.
Por causa dos movimentos vagarosos e inclinações baixas, frentes quentes
geralmente produzem precipitações leves e moderadas sobre uma área vasta por um
período longo. Ocasionalmente, frentes quentes são associadas com nuvens
Cumulonimbus e trovoadas quando o ar quente levantado é instável e as temperaturas
nos dois lados da frente contrasta repentinamente. Existindo estas condições, nuvens
cirrus são geralmente seguidas de nuvens Cirrocumulus (CC). Uma frente quente
associada com uma massa de ar seco pode passar despercebida na superfície.
Quando uma frente quente passa, as temperaturas e umidade aumentam, a
pressão atmosférica sobe, e os ventos trocam de direção gradualmente no lado
quente. As mudanças de tempo com a passagem de uma frente quente não são tão
pronunciadas quanto à passagem de uma frente fria. As precipitações cessam e
geralmente, o ar fica claro depois de passagem da frente. A umidade e estabilidade
da massa de ar quente avançado basicamente determinam o período de tempo
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requerido para retorno de céu claro. A massa de ar quente pode produzir algumas
condições para nevoeiro.
15.5.2 Frente Fria
O tempo na superfície associada com uma frente fria.
(Precipitação representada em áreas verdes)
Porque a frente fria é um cavado de pressão baixa, mudanças rápidas em
pressão podem ser significantes em localizar a posição da frente. A pressão mais baixa
geralmente ocorre assim que a frente passa sobre uma estação meteorológica. Se
você vai de encontro à frente de qualquer lado, a pressão atmosférica desce, e se
você vem para fora da frente, a pressão atmosférica sobe.
A figura abaixo representa os padrões de nuvens e precipitação típicas em
uma vista lateral da frente fria. O ar frio e denso na frente força o levantamento do ar
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quente. Se o ar quente levantado é úmido e instável, ele condensa em uma série de
nuvens Cumulus (CU) e Cumulonimbus (CB). Ventos fortes nos níveis altos assopram os
cristais de gelo formados perto dos topos das nuvens Cumulonimbus em nuvens
Cirrostratus (CS) e Cirrus (CI). Estas nuvens geralmente aparecem bem adiante de uma
frente aproximando-se. As nuvens Cumulonimbus formam um bando estreito de
trovoadas que produzem pancadas de chuvas fortes com rajadas de vento. O ar resfria
rapidamente atrás da frente. Os ventos trocam de direção do sudeste para nordeste, a
pressão sobe, e a precipitação cessa. Assim que o ar resseca, o céu clareia com
exceção de algumas nuvens cumulus de tempo bom (Cumulus Humilis).
O tempo na superfície associada com uma frente fria.
(Precipitação representada em áreas verdes)
A borda principal da frente é íngreme por causa da fricção na superfície que
retarda o fluxo de ar perto da terra. A inclinação média de uma frente fria é somente
1:100. Isto quer dizer que se você viajar à 100 quilômetros atrás da posição na superfície
de uma frente fria, a superfície frontal (a curva azul que separa o ar frio da frente fria do
ar quente) estará a 1 quilômetro acima. A velocidade média de movimento de uma
frente fria é de 35 km/h. O íngreme de inclinação e velocidade avançando são
responsáveis pelos eventos mais violentos do tempo de frentes frias.
Nuvens e precipitação geralmente cobrem uma área vasta atrás da frente
com frentes frias de movimentos vagarosos. Quando o ar levantado é quente e estável,
as nuvens predominantes são stratus e nimbostratus, e nevoeiro pode formar-se na área
de chuva. Com uma frente fria de movimento rápido, uma linha de pancadas de
chuva e trovoadas, chamada de linha de instabilidade, podem ser formados paralelo e
adiante da frente em aproximação.
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O padrão de tempo, associados com frentes frias, descritas acima é mais ou
menos “típico" mas existem exceções. Por exemplo, se o ar levantado é seco e estável,
somente nuvens esparsas formam-se com ausência de precipitação. Em tempo
extremamente seco, podem ser observados somente um aumento de umidade com
uma troca de ventos.
15.5.3 Frentes Estacionárias
O tempo na superfície associada com uma frente estacionária
Uma frente estacionária é uma frente quase estacionária aonde o fluxo de ar
em ambos os lados da frente, não se dirigem para a massa de ar fria ou para a massa
de ar quente, mas é paralelo à linha da frente. Frentes estacionárias formam-se quando
uma frente avançando retarda ou pára sobre uma região. Em um mapa do tempo, a
posição na superfície é representada por uma linha com triângulos estendidos para o ar
mais quente em um lado e semicírculo estendido para o ar mais frio no outro. Uma
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mudança em temperatura e/ou uma troca de direção de ventos são geralmente
observados quando atravessamos de um lado da frente para o outro.
Se ambas as massas de ar ao longo de uma frente estacionária são secas,
pode existir céu claro sem precipitação. Quando ar úmido e quente é empurrado para
cima sobre o ar frio, nebulosidade com precipitações leves podem cobrir uma vasta
área. Ciclones que tramitam ao longo de uma frente estacionária podem despejar
grandes quantidades de precipitações fortes, resultando em enchentes significantes ao
longo da frente.
Freqüentemente as frentes estacionárias dissipam-se sobre a região aonde
elas param. A frente pode resumir seu movimento se os ventos nos níveis altos mudam
de direção e tornam-se mais perpendiculares à frente. Uma frente estacionária pode
tornar-se uma frente fria ou uma frente quente dependendo que massa de ar avança.
15.5.4 Frentes Oclusas
Uma frente oclusa é uma frente complexa aonde uma frente fria se encontra
com uma frente quente. Em um mapa do tempo, a posição na superfície é
representada por uma linha alternada, com triângulos e semicírculos, estendidos em
direção do movimento. As condições de tempo associadas com este tipo de frente são
geralmente complexas. A maioria de precipitação é produzida pelo ar quente
levantado no alto. Quando as condições são suficientes, a nova frente sozinha tem a
capacidade de iniciar precipitação.
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Uma frente oclusa de tipo fria existe quando o ar atrás da frente avançado é
mais frio do que o ar deslocado. A figura acima representa esta situação. Ali, uma
frente fria desloca uma frente quente. Freqüentemente com um tipo frio, o ar quente no
alto e a precipitação associada seguem a frente na superfície. Um outro tipo de frente
oclusa é uma frente oclusa de tipo quente, quando o ar atrás da frente avançado é
mais quente do que o ar substituído. A situação deste tipo é o reverso da outra. O ar
quente no alto e a precipitação freqüentemente precedem a frente na superfície com
um tipo quente.
15.5.5 Linhas de Instabilidade
A linha de instabilidade forma-se como uma linha de trovoadas severas. Às
vezes estas linhas de instabilidade acompanham uma frente fria, mas muitas das vezes
elas ultrapassam a frente fria de 100km a 300km. As trovoadas de linha de instabilidade
antes de uma frente fria podem ser causadas pelo ar no alto, fluindo acima da frente
fria formando ondas. Na figura abaixo, o cavado da onda inibe a formação de nuvens,
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enquanto que a crista da onda, a 100km antes de uma frente fria, favorece uma
elevação do ar. Aqui as nuvens e trovoadas são formadas no ar instável
A aproximação da linha de instabilidade é, às vezes, precedida por céu do
“mammatus” constituídas de nuvens escuras, enroladas com malotes descendentes. A
foto acima desta página mostra uma linha de instabilidade, vista no espaço. Uma
súbita mudança de direção de vento, temperaturas mais frias, e pés de ventos podem
ocasionar muitos danos, e também são muito comuns.
Uma vez formada, a linha de instabilidade ajuda a propagar-se a si mesma
ajudando no desenvolvimento de novas células. As correntes de ar descendentes
destas células de trovoadas produzem um avanço de cunha de ar frio. A principal
borda deste avanço de ar frio é uma frente de rajada. Elevação de ar quente
acompanhando a frente de rajada inicia o desenvolvimento de novas células antes da
linha de instabilidade. Sendo assim, o distúrbio da linha de instabilidade geralmente vai
adiante e paralelo da frente fria numa velocidade que excede a da frente fria. As
linhas de instabilidade podem ser tão severas quanto as trovoadas super-células.
15.5.6 Frente de Rajada
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O corrente de ar descendente de uma trovoada severa espalha-se
lateralmente depois de atingir o solo. A linha demarcadora que é formada entre a
corrente fria de ar descendente e o ar quente da superfície chama-se frente de rajada.
Para um observador no solo, a passagem de uma frente de rajada é semelhante a uma
frente fria. Os ventos mudam de direção, tornando-se fortes e tempestuosos com
velocidades acima de 55 nós (100km/h). A temperatura do ar cai, e a pressão
atmosférica eleva-se por causa do peso da corrente de ar descendente. Se a pressão
atmosférica eleva-se vários milibares, a área de alta pressão chama-se mesoalto
(mesoscala alta). O ar frio pode perdurar perto do solo por várias horas, bem depois do
final de uma atividade de trovoada.
Ao lado da borda da frente de rajada, o ar é muito turbulento. Aqui, os ventos
fortes podem levantar poeiras soltas e terra para dentro de uma grande nuvem que se
revolve. A nuvem em forma de rolo é formada quando o ar úmido e quente ascende
ao lado da borda da frente de rajada (também chamada nuvem arcus). Às vezes à
frente de rajada força a elevação de ar úmido e quente, produzindo novas trovoadas.
15.5.7 Frentes Frias no Brasil
Um sistema frontal será considerado "frio" quando a massa de ar, formada nas
regiões mais frias, invadir uma outra região mais aquecida. No Brasil, esse sistema é
caracterizado pelos movimentos da massa polar, formada ao sul do Continente, em
direção às latitudes menores, chegando, às vezes, à Amazônia ou ao Nordeste.
As condições meteorológicas que antecedem a chegada de uma frente fria
se alteram a partir de quatro (4) a seis (6) horas antes, dependendo da velocidade do
sistema. Em geral, nuvens Cirrus e Cirrostratus invadem o céu no dia anterior e, à
medida que a frente se aproxima, nuvens médias e principalmente Cumulus se
desenvolvem rapidamente. Como se pode notar, o mau tempo vai se formando na
região invadida. Isso ocorre porque o calor e a umidade do ar tropical são os
ingredientes da formação da tempestade que está preste a ocorrer.
Para a aviação, um dado significativo é a mudança da direção e da
velocidade do vento predominante, em superfície, antes da chegada da frente. A
tendência da alteração da direção do vento, no Hemisfério Sul, é no sentido anti-
horário, mudando de este para nordeste, depois para norte, noroeste e, finalmente,
oeste, quando o sistema atinge o local. A partir desta direção, a mudança é
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completada para sudoeste, sul e sudeste, à medida que o sistema avança para o
equador. No HN, o sentido é inverso.
Em algumas ocasiões, principalmente quando a atmosfera está muito instável,
uma "Linha de Cumulonimbus”, conhecida por "pré-frontal", antecede, em algumas
horas, a chegada de uma frente fria, provocando tempestades violentas. Na maioria
das vezes, entretanto, essa tempestade ocorre no momento exato da passagem da
frente.
15.5.8 Frentes Quentes no Brasil
Analogamente à frente fria, uma frente será considerada "quente" quando o
sentido do seu movimento for em direção às regiões mais frias, ou seja, uma massa de
ar quente invade uma região fria.
Embora as condições sejam semelhantes, um sistema frontal quente, na
maioria das vezes, não dá sinais muito significativos da sua presença. Como o
movimento é muito lento, somente o sistema de previsão meteorológica poderá
identificá-lo em suas cartas de análise. As pessoas comuns, em geral, são
surpreendidas com a mudança do tempo, que costuma demorar mais para melhorar.
A mudança do fluxo do vento de superfície ocorre no sentido inverso ao da
frente fria, isto é, de sudeste para sul, sudoeste e oeste, quando o sistema cruza a
região. A seguir, a mudança continua para noroeste, norte, nordeste e finalmente este,
quando a frente se afasta. No HN, a mudança ocorre ao contrário.
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15.5.9 Frontogênese e Frontólise
Como todo sistema sinótico, as frentes, ao se deslocarem na atmosfera,
passam pelas fases de desenvolvimento, maturidade e dissipação. O termo
"Frontogênese" identifica um sistema frontal em crescimento ou intensificação, isto é, a
área de contraste entre as duas massas de ar, mais conhecida por frente, está se
intensificando. A “Frontólise”, por sua vez, indica que essa superfície de contraste está
se dissipando ou enfraquecendo.
16 . CONDIÇÕES METEOROLÓGICAS ADVERSAS AO VÔO
No estudo das condições de tempo adversas ao vôo, veremos somente as
condições de tempo significativo que afetam as operações de vôo ao longo das rotas
e durante as operações de pouso e decolagem. Essas condições incluem as restrições
à visibilidade, formação de gelo em aeronaves, turbulência e trovoada.
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16.1 Restrições à Visibilidade
Para a aviação, o grau de transparência da atmosfera é, ainda hoje, fator
fundamental de segurança das operações de pouso e decolagem. Não que o
fenômeno em si possa colocar em risco o pouso ou a decolagem, mas as limitações
dos equipamentos existentes a bordo da maioria das aeronaves e nos principais
aeródromos ainda exigem do piloto manobras manuais, dependentes da visibilidade.
16.2 Fenômenos que Restringem a Visibilidade
Apesar de alguns poucos fenômenos meteorológicos, de interesse
aeronáutico, ocorrerem sem afetar a visibilidade do ar, a maioria deles restringe essa
visibilidade, são os hidrometeoros ou higrometeoros e os litometeoros.
16.3 Tipos de Visibilidade
Para a aviação, a visibilidade tanto pode interferir numa aproximação para
pouso quanto num vôo em rota.
16.3.1 Visibilidade Horizontal
Para as operações de pouso e decolagem, as informações da visibilidade
horizontal, em superfície, são fornecidas pelo Serviço de Meteorologia. Considera-se o
"menor valor" observado, em incrementos de 100 em 100 m, até 5.000 m. A partir daí,
em incrementos de 1.000 em 1.000 m. A visibilidade em superfície será considerada
"zero", quando for menor que 100 m.
Em aeródromos de maior importância operacional, a visibilidade sobre o eixo
da pista de pouso poderá ser medida por meio do "visibilômetro" ou "RVR" (Runway
Visual Range), desde que inferior a 2.000 m.
16.3.2 Visibilidade Oblíqua
É a visibilidade experimentada por um piloto quando, na trajetória de planeio
de aproximação para pouso por instrumentos, ele pode ver os auxílios de aterrissagem
no umbral da pista. Esta informação não é fornecida pelo Serviço de Meteorologia.
16.4 Fatores Agravantes da Visibilidade
A estabilidade do ar é o fator determinante da intensidade e do tipo de
restrição da visibilidade. O ar estável dificulta a dispersão das partículas sólidas
(Iitometeoros) diluídas no ar, facilitando, portanto, a sua concentração nos níveis
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inferiores. Logo, a redução da visibilidade do ar será tanto maior, quanto mais estável
estiver a camada atmosférica considerada.
17 FORMAÇÃO DE GELO EM AERONAVES
A formação de gelo é um dos maiores riscos que o conteúdo de água líquida
contida na atmosfera pode representar para a aviação. Ela afeta uma aeronave
tanto interna quanto externamente. Internamente, o gelo se forma no tubo de Pitot,
nos carburadores e nas tomadas de ar, reduzindo a circulação do ar para os
instrumentos e motores. Externamente, a acumulação de gelo ocorre nas superfícies
expostas do avião, aumentando o seu peso e a sua resistência ao avanço. Quando
ocorre nas partes móveis, como rotor e hélices, afeta o controle da aeronave,
produzindo fortes vibrações.
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17.1 Condições de Formação de Gelo
Recentes experiências em túneis de vento confirmam que um fluxo de ar
saturado sobre um objeto fixo pode formar gelo sobre este corpo, quando a
temperatura do fluido estiver com 4°C ou menos. Isso ocorre porque a temperatura da
superfície do corpo experimentado é diminuída devido à evaporação e à queda da
pressão nas correntes de ar. Por outro lado, esse mesmo objeto sofre aquecimento por
efeito de fricção das partículas de ar. Conclusão: quando a velocidade aerodinâmica
de uma aeronave, voando em ar claro, for igual ou inferior a 400 nós, os efeitos de
aquecimento e resfriamento se anulam.
A formação de gelo em aeronaves é um dos principais problemas
meteorológicos para a aviação. O gelo na estrutura externa da aeronave diminui a
sustentação e o impulso e aumenta o peso e o arrasto. Por outro lado, o acúmulo de
gelo nas superfícies móveis exteriores afeta o controle da aeronave. No passado, a
formação de gelo na estrutura das aeronaves foi um problema, principalmente
porque tendia a causar dificuldades em manter a altitude. Embora hoje em a maioria
das aeronaves tenha suficiente reservas de potência para voar com uma carga
pelada de gelo, essa formação na estrutura da aeronave é, ainda, um sério problema,
ma vez que resulta em um grande aumento do consumo de combustível e,
conseqüentemente, diminuição de autonomia e, ainda, sempre existe a possibilidade
de que a formação de gelo no sistema do motor resulte em perda de potência.
17.2 Condições básicas para a formação de gelo em aeronaves:
1. Gotículas d’água abaixo do ponto de congelação
As nuvens são as formas mais comuns de água líquida existente na atmosfera,
mas por serem gotas d'água ao ar livre, não se congelam a 0°C, como normalmente
acontece. Em muitos casos, as gotículas existentes chegam a atingir temperaturas de -
10°C, podendo, excepcionalmente, chegar a -40°C. Quanto menores as gotas, mais
baixas temperaturas suportam.
Como regra geral, significativa formação de gelo em aeronaves raramente
ocorre em nuvens cuja temperatura seja inferior a -20°C, em virtude de serem
formadas quase que exclusivamente por cristais de gelo. Entretanto, os
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aeronavegantes mais experimentados reconhecem que a formação de gelo é
possível em quaisquer nuvens cuja temperatura seja igual ou inferior a 0°C. Além disso,
ainda é possível a formação de leve camada de gelo em ar úmido, fora das nuvens,
desde que a superfície da aeronave também esteja abaixo do ponto de congelação.
Chuva ou chuvisco, cujas gotas estejam sob temperaturas inferiores ao ponto
de congelação, constituem, na maioria das vezes, a mais perigosa formação de gelo
em aeronaves. Voando abaixo da base das nuvens, uma aeronave poderá encontrar
precipitação super-resfriada, condição para a formação de gelo em poucos minutos.
2. Temperatura na superfície da aeronave com valor inferior a 0°°°° C.
De um modo geral, essas duas condições podem ser definidas em: presença
de água-líquida e de temperatura de sub-congelação. As gotículas de água no ar
livre, ao contrário do que ocorre com um volume de água, não se congelam a 0° C,
visto que sua temperatura de congelamento varia de um limite próximo a - 10° C a um
limite inferior próximo a -40° C. Quanto menores e mais puras as gotículas, mais baixo
será o seu ponto de congelação. Quando uma gota super-resfriada golpeia um
objeto, assim como a superfície de uma aeronave, o impacto destrói a estabilidade
interna da gota e aumenta sua temperatura de congelação. Por essa razão, deve-se
admitir a possibilidade de formação de gelo em qualquer aeronave que voe através
de nuvens super-resfriadas ou sob precipitação líquidas a temperatura abaixo do
ponto de congelação. Além do que, às vezes, a geada se forma sobre a aeronave
em ar úmido e claro se, tanto a aeronave como o ar, estiverem a temperaturas de
sub-congelação.
O tamanho das gotas super-resfriadas contidas numa nuvem determina o
intervalo de temperatura na qual podem ser congeladas. Se grandes, o
congelamento ocorre entre zero e -10°C; se pequenas, podem atingir valores próximos
a -40°C. Em experimentos realizados em laboratório de física de nuvens, na
Universidade de Chicago, conseguiu-se o superesfriamento de gotas de três micra de
diâmetro a -43°C, comprovando, portanto, a capacidade das pequenas gotas d'água
de permanecerem em estado líquido, em temperaturas tão baixas.
Segundo o meteorologista pesquisador Dr Jansá, as condições mais perigosas
de formação de gelo em aeronaves são as seguintes:
a) temperaturas no intervalo de 0 a -10°C;
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b) diâmetro das gotas líquidas maior que 10 micra; e
c)conteúdo de água líquida superior a 0,5 g/m³.
17.3 Fatores Aerodinâmicos de Formação de Gelo:
Além das condições atmosféricas propícias, a formação de gelo depende
das formas da aeronave e de seus distintos elementos.
a) Aspecto da asa. Quando delgada, desvia menor quantidade de gotas,
facilitando a acumulação do gelo.
b) Superfície exposta. Quanto maior, menos polida e contendo saliências,
maior facilidade de acumulação do gelo formado.
c) Velocidade aerodinâmica. Quanto maior, mais gelo acumula no mesmo
espaço de tempo. No entanto, aviões velozes saem das áreas perigosas mais
rapidamente. Além disso, o aquecimento cinético da superfície da aeronave,
resultante do atrito das partículas de ar, pode contribuir para o impedimento da
formação de gelo, se a temperatura da superfície do avião aumentar para valores
muito acima de 0°C.
17.4 Tipos de Formação de Gelo
O tipo de gelo que se forma numa aeronave depende, basicamente, do
tamanho das gotas d'água existentes nas nuvens e da temperatura ambiente.
Vejamos cada tipo de formação e suas características.
17.4.1 Gelo Claro
Este tipo de formação é o que oferece maior perigo às aeronaves em vôo. É
denso, transparente, desprende-se com dificuldade e altera significativamente o perfil
aerodinâmico do avião. Além disso, as gotas não se congelam instantaneamente e
sua formação mais lenta permite a acomodação do corpo líquido antes da
solidificação total.
A faixa térmica compreendida entre 0 e -10°C, associada às grandes gotas
d'água das nuvens Cumuliformes, em ar instável. É a área mais favorável à formação
e à acumulação de gelo cristalino, logo, nessas condições, o vôo deve ser evitado.
17.4.2 Gelo Opaco (ou Escarcha)
Este tipo de formação ocorre mais freqüentemente em nuvens estratiformes,
em atmosfera estável, na faixa térmica compreendida entre -10 e -20°C. Devido a sua
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formação instantânea, prende em seu interior pequena quantidade de ar atmosférico,
responsável, pois, pela sua aparência leitosa.
Por desprender-se facilmente, ser mais leve e, ainda, acumular-se mais
lentamente, não oferece tanto perigo; todavia, quando combinado com o tipo
cristalino, altera demasiadamente a superfície aerodinâmica da aeronave se
nenhuma providência for tomada por parte do piloto.
A faixa térmica compreendida entre -10 e -15°C, devido pertencer aos dois
tipos de formação, torna-se, portanto, uma região muito perigosa para o vôo, onde é
mais provável a ocorrência simultânea de gelo claro e opaco.
17.4.3 Geada
Este tipo de gelo, que se deposita em fina camada, adere aos bordos de
ataque, pára-brisas e janelas da aeronave em vôo. Não pesa nem altera os perfis, mas
afeta a visibilidade do piloto. Sua formação ocorre mais freqüentemente quando a
aeronave, após passar muito tempo em área muito fria, cruzar regiões com alto teor
de umidade. A quase instantânea sublimação do vapor d'água dá origem à geada.
17.5 Intensidade de Formação de Gelo
Nos mapas de previsão meteorológica e nas mensagens operacionais de
interesse aeronáutico, a formação de gelo é classificada segundo sua razão de
acumulação sobre a aeronave, isto é, a quantidade de gelo formada na unidade de
tempo. Por este critério, a formação de gelo pode ser:
17.5.1 Formação Leve
Nesta intensidade, a acumulação de gelo se processa lentamente. Somente
após vários minutos de vôo dentro das nuvens, pode ser notado algum indício dele,
porém não ultrapassando a razão de 1 mm/min. Em geral, a formação leve não afeta
a operacionalidade da aeronave, porque a própria evaporação compensa a
acumulo.
17.5.2 Formação Moderada
A formação será considerada moderada quando a acumulação ficar
compreendida entre 1 e 5 mm/min. Nesta condição, cai a eficiência das
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comunicações, os instrumentos de pressão já apresentam erros, alguma vibração já é
percebida, e a velocidade indicada chega a diminuir em até 15%.
17.5.3 Formação Forte
A formação será considerada forte quando a acumulação ficar
compreendida entre 5 e 10 mm/min. Nesta condição, a formação é quase
instantânea, criando uma densa capa de gelo sobre a aeronave. Fortes vibrações
afetam os motores, os comandos ficam sensivelmente prejudicados, e a velocidade
indicada chega a diminuir em até 25%.
Em condições extremas, a formação de gelo poderá determinar a imediata
mudança de nível de vôo, porque os sistemas usuais de combate à formação de gelo
se tornam ineficazes.
17.6 Sistemas Antigelo (Anti-ice)
Os meios de combate à formação de gelo podem ser divididos em duas
classes: “anticongelantes” e “descongelantes”. A primeira inclui somente aqueles que
impedem que a formação de gelo ocorra, enquanto que a segunda se refere aos
sistemas que agem sobre o gelo já formado.
17.6.1 Sistema Mecânico
Evita o acúmulo de gelo, mas não impede a sua formação. Consiste em
capas de borracha colocadas nos bordos de ataque das asas e empenagens. Por
meio de ar comprimido por bombas, essas capas são infladas periodicamente,
promovendo o rompimento e a expulsão do gelo formado.
Evitando o uso do piloto automático em condições de formação de gelo, o
piloto estará, também, minimizando o acúmulo de gelo nas superfícies de comando
da aeronave.
17.6.2 Sistema Térmico
Evita e combate à formação de gelo, aquecendo as partes que se deseja
proteger, tais como bordos de ataque, empenagens e tubo de Pitot. Este
aquecimento pode ser feito por resistências elétricas incandescentes, instaladas em
pontos específicos, ou por fluxos de ar aquecido pelos motores.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
17.6.3 Sistema Químico
Na maioria das vezes, este sistema é utilizado preventivamente nas hélices,
pára-brisas e carburadores. Consiste na utilização de fluidos anticongelantes
compostos de substâncias solúveis em água, como o álcool etílico, que têm a
propriedade de fazer passar para o estado líquido o gelo formado ou impedir a sua
formação.
17.7 Áreas Críticas de Formação de Gelo
Quando uma aeronave penetra numa área sujeita à formação de gelo,
alguns sintomas podem identificar os pontos mais afetados pelo congelamento.
Vejamos os mais críticos e seus principais efeitos.
17.7.1 Sistema de Carburação
A formação de gelo no sistema de carburação reduz o rendimento do motor
e, conseqüentemente, sua potência. Há três formas de congelamento que podem
afetar o carburador de uma aeronave.
A primeira ocorre por acúmulo de gelo na boca da tomada de ar do motor,
provocando uma obstrução que impede a chegada de ar ao sistema de carburação,
afetando seriamente a mistura ar-combustível.
A segunda, por obstruções provocadas pelo acúmulo de gelo no interior do
carburador. Neste caso, o gelo formado não é devido à água super-resfriada contida
nas nuvens, mas ao processo adiabático que experimenta o fluxo de ar no sistema de
injeção de combustível. É possível ocorrer esta forma de congelamento mesmo em
temperatura de 5°C, em céu claro.
A terceira ocorre também internamente, pelo resfriamento produzido pela
evaporação do combustível ao ser introduzido na corrente de ar. Neste processo, a
maior quantidade de calor utilizada para evaporar o combustível é subtraída do ar,
cuja temperatura baixa consideravelmente até valores que podem produzir forte
acúmulo de gelo. Esta forma de congelamento é possível ocorrer mesmo em
temperatura de 20°C, em céu claro.
A rigor, a segunda e a terceira formas de resfriamento interno do carburador
ocorrem simultaneamente, sendo seu efeito considerado o mais perigoso devido à
facilidade com que pode acontecer.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
17.7.2 Asas e Empenagem
A formação de gelo que ocorre nas asas e na empenagem, principalmente
nos bordos de ataque, modifica o perfil aerodinâmico, aumenta a resistência ao
avanço e diminui a sustentação da aeronave.
A formação de gelo do tipo "opaco + claro" (misto) sobre os bordos de
ataque, em virtude da sua acumulação irregular, tende a produzir alterações
significativas no perfil aerodinâmico da aeronave.
A acumulação que ocorre sobre a empenagem tende a dificultar a
manutenção do rumo da aeronave e a produzir vibrações que podem comprometer
a estrutura da cauda.
17.7.3 Hélices
As hélices são projetadas de tal forma que o seu perfil possa produzir um
máximo de tração, mas, se ocorrer formação de gelo em sua superfície,
principalmente em seus bordos de ataque, esse perfil será modificado, reduzindo o seu
rendimento. Neste caso, o motor começa a apresentar fortes vibrações por causa do
desbalanceamento da hélice.
Em baixa RPM (rotações por minuto), o acúmulo de gelo nas hélices será mais
intenso que em alta, por causa do aquecimento dinâmico resultante do movimento e,
assim sendo, a formação de gelo tende a ocorrer do centro para as pontas.
17.7.4 Tubo de Pitot
Se o gelo bloqueia a entrada do tubo de Pitot ou se acumula em seu interior,
deixam de funcionar os instrumentos que dependem das pressões dinâmica e estática
do ar atmosférico, como o indicador de velocidade vertical (climb), altímetro e
velocímetro.
17.7.5 Antenas
O gelo que se acumula nas antenas de rádio produz efeitos prejudiciais às
comunicações, porque aumenta o diâmetro dos cabos (efeito pelicular) e diminui o
isolamento da antena em relação à carcaça da aeronave. Como se não bastasse, o
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
excesso de peso produzido pelo acúmulo de gelo poderá romper a antena, deixando
a tripulação em situação ainda mais complicada.
17.8 Minimizando ou Evitando os Efeitos da Formação de Gelo
O piloto deve estar sempre preparado para evitar ou, pelo menos, minimizar
os efeitos da formação de gelo em sua aeronave. Os procedimentos seguintes devem
ser adotados quando necessário:
a) providenciar a remoção do gelo depositado sobre a aeronave, antes da
decolagem;
b) usar o sistema antigelo adequadamente, seguindo as normas operacionais
para cada tipo de aeronave;
c) evitar níveis de vôo dentro de nuvens com alto índice de precipitação,
principalmente na faixa térmica entre 0 e -20°C;
d) subir para níveis mais altos ou desça para faixas térmicas positivas (se
possível), quando pressentir que os sistemas de combate à formação de gelo se
tornaram ineficientes; e
e) enviar mensagem de posição, reportando formações de gelo em seu nível
de vôo, caso tenha sido surpreendido.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
18 . TURBULÊNCIA
Conforme sabemos, a atmosfera da Terra é uma mistura gasosa que
acompanha a esfera sólida em todos os seus movimentos. Por se tratar de um sistema
dinâmico, a atmosfera apresenta-se variável em muitos de seus aspectos. Um deles é
a irregularidade do movimento do fluxo de ar, resultante de vários fatores, tais como
aquecimento diferenciado do solo e obstáculos naturais da topografia. Esse
movimento irregular do fluxo do ar, mais conhecido por turbulência, exerce efeito
significativo no vôo, comprometendo, portanto, a segurança da navegação aérea.
As reações de uma aeronave à turbulência dependem das diferenças da
velocidade do vento adjacente, do tamanho e peso da aeronave, da superfície das
asas e da altitude de vôo. Quando passa rapidamente de um fluxo para outro, a
aeronave sofre intensa mudança de velocidade. Obviamente, se o tempo de
mudança for maior, a variação da velocidade da aeronave será menor,
proporcionando maior suavidade aos "solavancos". No entanto, o conhecimento
antecipado das áreas de turbulência ajudará a evitar ou minimizar o desconforto e os
perigos da turbulência.
Este capítulo destina-se a esclarecer as causas e as conseqüências da
turbulência do ar atmosférico para a aviação.
18.1 Causas da Turbulência
Sob o ponto de vista hidrodinâmico, o movimento de um fluido pode ser
"laminar" ou "turbulento". Todavia, na atmosfera, é muito raro o movimento puramente
laminar. Em realidade, por menor que seja, sempre haverá oscilações no movimento
do ar, o que significa dizer que a turbulência é fator comum para a aviação.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
A turbulência é considerada a informação mais importante para a segurança
da navegação aérea. Recentes pesquisas no campo aeronáutico revelaram que a
turbulência, especialmente a de intensidade extrema, constitui o "inimigo público nº 1"
na atmosfera. Por ordem de importância, seguem-se o granizo, a formação de gelo e
as descargas elétricas dos Cumulonimbus.
18.1.1 Correntes Convectivas
O gradiente térmico vertical da atmosfera, quando superior a 1°C/100 m, faz
surgir, dentro e fora das nuvens, correntes verticais significativas capazes de interferir no
movimento horizontal das aeronaves; quando no intervalo 0,6 a 1°C/100 m, as
correntes aparecem somente dentro das nuvens. Evidentemente, quanto maior o
gradiente, mais intensos serão os movimentos verticais, provocando efeitos de
turbulência nos níveis mais baixos da Troposfera. A turbulência resultante desse
processo recebe o nome de Turbulência Convectiva. O topo das nuvens Cumulus
define, aproximadamente, o limite superior dessas correntes.
O vôo à baixa altura, principalmente nas aproximações para pouso, é
perigosamente afetado por turbulência convectiva, capaz de alterar a trajetória de
aterrissagem e causar acidentes graves.
18.1.2 Obstruções ao Fluxo de Ar
Tanto a topografia acidentada quanto as edificações podem provocar
desvios no fluxo horizontal do ar atmosférico. Em geral, os efeitos dependem da altura
desses obstáculos e da intensidade do vento, pois, quanto mais acidentada a
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
topografia e quanto mais forte o fluxo, mais intensa e mais alta será a Turbulência
Mecânica ou de Solo.
Este tipo de turbulência é resultado da fricção do fluxo de ar sobre a
superfície irregular, fazendo surgir remoinhos capazes de afetar níveis de até 1.000
metros de altura.
18.1.3 Ondas de Montanha
As ondas de montanha são fenômenos turbulentos resultantes da
regularidade e da alta intensidade do fluxo de ar, que sopra perpendicularmente a
uma cordilheira.
A barlavento das montanhas, o ar é forçado a ascender, enquanto que, a
sotavento, é forçado a descer, estendendo seus efeitos sobre o vale, em forma de
ondas.
A turbulência resultante deste fenômeno é conhecida por Turbulência
Orográfica.
Para existir ondas de montanhas, são necessários alguns requisitos:
a) componente do vento perpendicular à montanha de, pelo menos, 15 nós;
b) intensa variação vertical do vento; e
c) intensa inversão da temperatura acima do topo das montanhas.
Se essas condições ocorrerem simultaneamente, a atmosfera, sobre a
cordilheira, estará propícia à formação de ondas de montanha.
A turbulência orográfica se caracteriza pelos seguintes aspectos:
a) tendência a debilitar-se a partir dos 10.000 pés acima do topo da
cordilheira;
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
b) possibilidade de formação de nuvens Nimbostratus ou Cumulonimbus a
barlavento da cordilheira;
c) possibilidade de formação de nuvens em forma de rolo no interior das
cristas das ondas, indicando forte turbulência; e
d) possibilidade de formação de nuvens em forma de lente na parte superior
das cristas, indicando turbulência moderada ou forte.
18.1.4 Cortante do Vento
Variações verticais ou horizontais do vento fazem aparecer forças de
cortante, capazes de provocar turbulência naqueles níveis. Em geral, as variações
mais importantes do vento, capazes de provocar turbulências muito fortes, são
encontradas no interior da corrente de jato, na Tropopausa, e conhecidas por
Turbulência em Ar Claro (CAT). Nos níveis inferiores, todavia, as mais perigosas estão
relacionadas com a presença de nuvens Cumulonimbus, provocando efeitos de
cortante conhecidos por "Wind Shear" (tesoura de vento).
18.1.5 Esteira de Grandes Aeronaves
Quando uma aeronave, grande e pesada, inicia a corrida para decolar, uma
esteira de ar começa a se formar em sua retaguarda. A partir do ponto de decolagem,
vórtices de pontas de asas surgem nas laterais da esteira, formando um
turbilhonamento intenso e perigoso para aeronaves de menor porte, peso e
velocidade. Este tipo, conhecido por Turbulência em Esteira, foi intensamente
pesquisado pela "Federal Aviation Administration" (FAA), dos Estados Unidos, durante os
anos 60, quando, então, foram descobertos seus efeitos e as áreas por elas afetadas
nas trajetórias de vôo.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Uma asa gera depressões na parte superior (Extradorso) e sobrepressões na
parte inferior (intradorso). O ar desloca-se da área das altas pressões para a de baixas
pressões; assim o ar “tenta” passar do lado de baixo da asa para o de cima pela ponta
da asa, originando-se um fluxo de ar que na parte inferior se afasta do centro para a
extremidade da asa, onde “enrola” para passar para o lado superior, havendo aí um
fluxo de ar no sentido da ponta para o meio.
Forma-se assim uma circulação em "vórtex" ao longo de toda a asa, mas mais
forte e visível na extremidade.
18.2 Helicópteros
Os helicópteros também produzem este efeito, que pode ser muito mais forte
que o que é produzido por um avião do mesmo peso; os helicópteros com duas pás
produzem um efeito superior aos que têm maior número de pás
A Turbulência de esteira depende, sobretudo do PESO, ENVERGADURA e
CONFIGURAÇÃO da asa.
A intensidade maior verifica-se em grandes aviões a baixa velocidade, mas os
helicópteros a baixas velocidades (20 a 50 Kts) produzem um efeito muito forte,
principalmente os que têm duas pás apenas no rotor principal.
Há uns casos raros de danos estruturais provocados pela turbulência de
esteira, mas o maior e mais freqüente perigo é o rolamento e/ou guinada não
controlados.
Isto é particularmente perigoso na descolagem e aterragem, pela pouca
altura disponível para a recuperação.
O efeito em rolamento pode ser violentíssimo, de modo que mesmo em aviões
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
com excelente autoridade de comandos podem não conseguir anulá-lo.
Na descolagem os vórtices aparecem assim que se começa a produzir
sustentação, mas não são pronunciados até que o avião saia de efeito de solo.
Durante aterragem, a intensidade dos vórtices é também fortemente reduzida
logo que um avião entra em efeito de solo.
Em condições de vento calmo os vórtices de um avião em aproximação
afundam-se até ao solo e afastam-se lateralmente. Porém um vento cruzado com 3 a 4
KT empurrará o vórtice do lado do vento para o eixo da pista.
Em aeródromos controlados, o Controlador aplica a separação correta entre
aeronaves, conforme a Categoria de Peso de cada. Um avião ligeiro (Categoria “L”) é
separado de 5 NM atrás de um Médio (Categoria “M”); e 6 NM atrás de um Pesado
(Categoria “H”). Não havendo separação radar, o espaçamento deve ser dado em
tempo. Um avião ligeiro deve manter uma separação mínima de 3 minutos à chegada
atrás de um avião Médio ou Pesado. A separação para a descolagem é de 2 minutos
(ou para 3 minutos, se estiver a descolar de uma posição intermédia da pista).
A descolagem deve ser prevista para um ponto anterior ao do avião
precedente, e a subida acima da linha de subida do avião precedente, se possível,
desviada um pouco para o lado do vento.
A aterragem deve ser prevista para um ponto abundantemente à frente do
avião que aterrou anteriormente, e acima da sua linha de descida. Se estiver a aterrar e
o avião precedente decolou, aterre bem atrás do ponto em que ele fez a rotação!
Finalmente, lembre-se que a turbulência de esteira é muitas vezes pré-anunciada por
um efeito suave, que em seguida se torna subitamente muito violento. Por isso, se
suspeitar que está a entrar numa esteira, mesmo que suave, não hesite e tome ação
evasiva imediatamente!!!
Para se livrar da turbulência em esteira, os pilotos das pequenas aeronaves
devem:
a) evitar corredores de aproximações para pouso e decolagem nos
aeródromos de intenso movimento de grandes aeronaves à reação, principalmente em
horas de forte instabilidade atmosférica;
b) na decolagem, sair da pista antes do ponto de "saída do solo" da
aeronave precedente; e
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
c) no pouso, tocar na pista depois do ponto de toque da aeronave
precedente.
18.3 Conselhos Úteis
Embora seja dificílimo evitar áreas de turbulência, é conveniente que se
procure contornar a situação. Vejamos alguns conselhos que poderão ser úteis nos
momentos de vôo sob turbulência:
a) corrigir a velocidade indicada da aeronave para suavizar os efeitos da
turbulência, segundo as normas do aparelho;
b) evitar vôos à baixa altura entre montanhas, principalmente nas
proximidades do lado sotavento de uma delas;
c) evitar as nuvens "rolo", pois constituem áreas de intensa turbulência;
d) evitar nuvens lenticulares, principalmente se seus bordos forem
esfarrapados;
e) não confiar, excessivamente, nas indicações do altímetro próximo aos
picos de montanhas, pois podem conter erros superiores a 1.000 pés;
f) executar a aproximação para pouso em velocidade pouco acima da
prevista, a fim de evitar uma queda brusca de sustentação; e
g) estar atento para os possíveis efeitos psicológicos da turbulência sobre a
tripulação.
18.4 Graus de Intensidade da Turbulência
A identificação da intensidade da turbulência é muito difícil para a
tripulação, principalmente considerando o tipo de aeronave, e para os previsores
meteorológicos, que se valem de informações variadas e, muitas vezes, contraditórias.
O critério mais objetivo de classificação da intensidade da turbulência é
aquele que relaciona a aceleração vertical do avião com a gravidade terrestre (g =
9,81 m/s²).
18.4.1 Turbulência Leve
A aeronave sofre acelerações verticais inferiores a 0,2 "g", isto é, inferiores a 2
m/s². A tripulação sente a necessidade de utilizar o cinto de segurança, todavia os
objetos soltos ainda continuam em repouso.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
18.4.2 Turbulência Moderada
A aeronave sofre acelerações verticais, compreendidas entre os valores de
0,2 e 0,5 "g", ou seja, entre 2 e 5 m/s². Os tripulantes podem ser lançados,
ocasionalmente, para fora de seus assentos, sendo imprescindível o uso do cinto de
segurança.
18.4.3 Turbulência Forte
A aeronave sofre acelerações verticais, compreendidas entre os valores de
0,5 e 0,8 "g", podendo ficar fora de controle. Devido aos violentos ziguezagues, os
passageiros podem entrar em pânico. Os objetos soltos são fortemente lançados de
um lado para outro, e os instrumentos do avião vibram fortemente, criando sérias
dificuldades ao piloto.
18.4.4 Turbulência Severa
A aeronave sofre acelerações verticais superiores a 0,8 "g", podendo, em raras
ocasiões, atingir 3 "g", isto é, 3 vezes a aceleração da gravidade. Nessas
circunstâncias, é impossível controlar a aeronave, que pode sofrer danos estruturais
irreparáveis.
19 SERVIÇO DE METEOROLOGIA AERONÁUTICA
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Este capítulo tem por finalidade fornecer aos pilotos em geral, uma idéia geral
sobre o funcionamento do nosso sistema de informações meteorológicas destinadas
às atividades aeronáuticas, e que estão disponíveis ao planejamento de vôo, desde o
aeródromo de partida até o de chegada.
Compreender as limitações e as possibilidades do sistema que fornece o
apoio meteorológico à aviação é, de certa forma, contribuir para a própria
segurança, a dos passageiros e o cumprimento da missão.
19.1 Rede de Coleta de Dados Básicos
Os órgãos operacionais de Meteorologia Aeronáutica, situados nos principais
aeródromos, formam uma rede de coleta de dados básicos das condições de tempo
local, necessários às operações de pouso e decolagem e ao serviço de previsão, que
os utiliza nas análises sinóticas do tempo. Essa rede é composta de vários tipos de
estação, onde cada uma executa suas atividades, conforme normas estabelecidas
pela DEPV, e com controle e operação feitos pelos respectivos SRPV's e CINDACTA's.
19.1.1 Estação Meteorológica de Superfície (EMS)
Trata-se de um órgão destinado a elaborar observações de superfície
rotineiras (METAR e SYNOP) e especiais (SPECI), representativas das condições do
tempo local. No âmbito do Ministério da Aeronáutica, as EMS são classificadas em
EMS-1, EMS-2A, EMS-2B e EMS-3, conforme a composição dos equipamentos existentes
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
(convencionais e/ou automatizados), instalados segundo as características do
movimento de aeronaves de cada região.
As EMS são operadas por técnicos especializados de nível médio e equipadas
para obter medidas instrumentais de direção e velocidade do vento de superfície,
visibilidade na pista de pouso, altura da base das nuvens (à noite), pressão
atmosférica, temperaturas do ar e do ponto de orvalho, quantidade de precipitação
e estimativas de outros fenômenos, como quantidade e tipo de nuvens e condições
de tempo, como névoa, nevoeiro, chuva, chuvisco, trovoada, granizo, etc..
Todas as mensagens meteorológicas elaboradas pelas EMS's são,
imediatamente, divulgadas pela Rede de Telecomunicações Aeronáuticas para os
outros aeródromos interessados e para um centro de coleta, em Brasília.
19.1.2. Estação Meteorológica de Altitude (EMA)
Trata-se de um órgão destinado a elaborar observações de altitude de rotina
(PILOT e TEMP) nos horários 00:00 e 12:00 UTC.
Atualmente, as observações realizadas pela EMA são a direção e a
velocidade dos ventos e os perfis de temperatura e umidade da Troposfera. A
mensagem PILOT é composta somente de informações sobre os ventos de altitude,
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
enquanto a mensagem TEMP informa os perfis de temperatura e umidade da camada
pesquisada.
No Brasil, durante os anos 70, as estações meteorológicas de altitude ainda
realizavam sondagem atmosférica utilizando-se de um teodolito ótico para
acompanhar um pequeno balão (de cerca de 1 metro de diâmetro) inflado com gás
hidrogênio. De minuto em minuto, eram anotados os ângulos de elevação e o azimute
da posição do balão, que ascendia numa velocidade média de 180 metros por
minuto. Com esses valores, por meio do emprego da trigonometria, determinavam-se
a direção e a velocidade dos ventos superiores. Portanto, naquela época,
confeccionava-se somente a mensagem PILOT.
A partir de então, com o desenvolvimento de equipamentos eletrônicos de
uso meteorológico, nasceu o "radiossonda", um sensor capaz de identificar as
variações de temperatura e de umidade do ambiente. Esse equipamento, no sistema
radiossonda, sobe preso a um balão de hidrogênio, bem maior que o antigo. Durante
sua ascensão, que atinge valores superiores a 300 metros por minuto, a estação
receptora dos sinais eletrônicos enviados pelo transmissor elabora, com as informações
conseguidas, as mensagens PILOT e TEMP e as transmite ao centro de coleta de
Brasília.
Um outro tipo de estação de altitude pode ser equipado somente com o
"radar-vento", um equipamento que, ao invés de um sensor, consta de um "alvo"
metálico preso ao balão, seguido pelo radar de superfície que, em última análise, faz
o papel do antigo "teodolito ótico".
Embora a finalidade da sondagem seja determinar as informações
meteorológicas de temperatura, umidade e vento na Troposfera (18 quilômetros, na
região equatorial), o final dos trabalhos fica à mercê da ruptura do balão, que
aumenta de volume à medida que sobe, ou de algum outro evento, como pane do
equipamento, tempestade, etc. Excepcionalmente, as sondagens realizadas com
balões de boa qualidade atingem níveis de 30 ou mais quilômetros de altitude.
19.1.3. Estação de Rastreamento de Satélite Meteorológico (ERS)
Trata-se de um órgão destinado a rastrear e receber imagens de fotografias
da cobertura de nuvens de uma grande superfície da Terra, elaboradas por satélites
meteorológicos.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
As fotografias são produzidas na ERS por um sistema automatizado que
transforma os sinais dos satélites em imagens gráficas no papel fotográfico. Após serem
devidamente identificadas, essas fotos são enviadas ao centro de coleta, em Brasília,
com o objetivo de auxiliar o analista-previsor na composição geral dos mapas
meteorológicos.
Apesar de os satélites meteorológicos já operarem há mais de vinte anos,
diversas séries, após alguns anos de atividade, deram lugar a outras mais evoluídas, já
que, periodicamente, novos avanços vão sendo realizados tanto em relação aos
satélites quanto aos sistemas de recepção de imagens, tornando as informações
conseguidas cada vez mais confiáveis e práticas. Para se ter uma idéia, as fotos
conseguidas já podem ser utilizadas não apenas numa cópia de papel, mas em vídeo
e em computador.
19.1.4. Estação de Radar Meteorológico (ERM)
Trata-se de um órgão destinado a fazer observações por meio de um radar
capaz de identificar e localizar as grandes formações de nuvens de tempestades, num
raio de 400 km. Quando é constatada a presença dessas nuvens, o operador da
estação elabora uma mensagem denominada RADOB, identificando a direção, o
sentido, a velocidade e o potencial de precipitação do sistema detectado, e a
transmite para o Centro de Vigilância Meteorológica da região.
Embora a ERM tenha a finalidade de atender as necessidades de apoio
meteorológico à aviação, as informações detectadas, quando necessário, são
divulgadas, também, para a Defesa Civil e os demais órgãos de interesse público.
19.2. Rede de Centros Meteorológicos
Enquanto a rede de estações se ocupa da coleta de dados básicos e da
elaboração de mensagens sobre fenômenos meteorológicos que estão ocorrendo ou
que já ocorreram, a rede de centros elabora e divulga prognósticos sobre fenômenos
meteorológicos de interesse aeronáutico que ainda não estão ocorrendo, mas que
poderão ocorrer nas próximas vinte e quatro horas.
19.2.1. Centro Regional de Previsão de Área (RAFC)
A sigla RAFC é a identificação internacional do Centro Regional de Previsão
de Área, da OACI (Regional Área Forecasting Center). Por fazer parte da rede de
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
centros regionais, que elabora previsões meteorológicas de interesse aeronáutico
sobre todos os pontos do globo, o RAFC é um órgão integrante do Sistema Mundial de
Previsão de Área.
Sediado em Brasília, nas dependências do CINDACTA, o RAFC é o centro de
coleta de todos os dados básicos coletados pela rede de estações meteorológicas.
Entre suas atribuições, destacam-se o diagnóstico e o prognóstico das condições de
tempo significativo de sua área de responsabilidade, formada pelos paralelos
12°N/35°S e pelos meridianos 025°W/130°W, e a divulgação dessas previsões para o
SISCEAB e, através da TASA e do INMET, para o exterior.
As previsões realizadas pelo RAFC, que chegam ao conhecimento público
através de mapas meteorológicos, normalmente, em simbologia monocromática
própria.
19.2.2. Centro Meteorológico de Vigilância (CMV)
Este tipo de centro meteorológico tem como atribuição principal manter a
vigilância sobre aqueles fenômenos que podem afetar as operações de vôo dentro
de uma Região de Informação de Vôo (FIR) ou Área de Controle de Tráfego Aéreo
(CTA). Para tanto, sua localização legal é junto ao Centro de Controle de Área (ACC)
a que estiver associado. Atualmente, os CMV's existentes operam nas localidades de
Curitiba, Brasília, Recife, Belém e Manaus.
Como órgão meteorológico de apoio à vigilância, os CMV's valem-se do
auxílio de uma Estação de Radar Meteorológico (ERM), que acompanha a evolução
dos fenômenos que possam ocorrer em sua área de atuação. Ao detectar qualquer
fenômeno, não previsto nas mensagens TAF já expedidas, que possam colocar em
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
risco as operações de vôo, o CMV expede uma mensagem SIGMET, WS WRNG ou
AVISO DE AERÓDROMO.
Como apoio às aeronaves em vôo, o CMV mantém um sistema de
comunicações terra/avião, denominado VOLMET, com a finalidade de transmitir as
informações de maior interesse e urgência.
19.2.3. Centro Meteorológico de Aeródromo (CMA)
Situado num aeroporto, junto à Sala de Informações Aeronáuticas, o CMA
destina-se a prestar serviços meteorológicos à navegação aérea dentro de sua área
de responsabilidade. Entre suas atribuições, destaca-se à elaboração da mensagem
TAF (Terminal Aerodrome Forecasting) previsão de tempo para determinado
aeródromo, e o fornecimento de informações meteorológicas aos aeronavegantes
sobre sua rota de vôo.
Como as previsões realizadas pelos CMA's dependem dos trabalhos do RAFC,
este fornece para aqueles as previsões gerais, elaboradas para servirem de base para
os prognósticos específicos das rotas de vôo e dos aeródromos. Logo, suas atividades
são complementares e não se superpõem.
Considerando-se o movimento de aeronaves e a importância dos vôos, os
CMA's são classificados em CMA-1, CMA-2 e CMA-3, sendo que os centros classe 1 são
os de maior importância e exatamente aqueles responsáveis pela elaboração da
mensagem TAF. Atualmente, os centros de Porto Alegre, São Paulo, Galeão, Brasília,
Recife, Belém e Manaus são do tipo CMA-1. Os demais não realizam o TAF, mas
fornecem as mensagens necessárias a cada vôo.
19.2.4. Centro Meteorológico Militar (CMM)
Esse centro, situado no interior de uma base aérea, destina-se a prestar
serviços meteorológicos de apoio às operações aéreas de caráter militar.
Em geral, o CMM utiliza-se das informações meteorológicas elaboradas pelos
demais centros e pela rede de coleta de dados básicos, com o objetivo de prestar os
esclarecimentos específicos necessários à organização militar onde está situado, não
expedindo qualquer tipo de mensagem meteorológica.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
20. INFORMAÇÕES METEOROLÓGICAS
Conforme sabemos, as Estações Meteorológicas de Superfície (EMS) coletam
dados básicos sobre as condições de tempo em suas respectivas localidades e os
divulga, em forma de mensagem de observação, como informações de interesse
aeronáutico sobre aquele aeródromo.
Abordaremos, agora, as mensagens, elaboradas pelas EMS's, de grande
interesse para os aeronavegantes.
20.1 Mensagem METAR/SPECI
O METAR é um código para informação meteorológica aeronáutica regular,
cujo conteúdo se refere às informações básicas de superfície, observadas em
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
determinado instante, num aeródromo. Utilizado internacionalmente segundo normas
da OACI, é confeccionado sempre nas "horas cheias".
METAR - Informação Meteorológica de aeródromo (regular)
SPECI - Informação Meteorológica de aeródromo, especial selecionada (não
regular)
20.1.1 Estrutura do METAR/SPECI:
a) Grupos de Identificação:
Nome do código - Local - Hora
b) Informações Meteorológicas
Vento de Superfície - Visibilidade Horizontal - RVR - Tempo presente - Nuvens -
T/PO - Pressão
c) Informações Suplementares
Tempo recente - Cortante do vento
d) Tendência
a) Grupos de Identificação:
1- Nome do Código:
Identificação do Código:
Metar Local Data/hora
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
METAR - Informação Meteorológica de aeródromo (regular)
SPECI - Informação Meteorológica de aeródromo, especial selecionada (não
regular).
2- Local:
Indicativo da estação meteorológica, homologado pela OACI.
Em quatro letras maiúsculas. A primeira indica o continente, a segunda indica
o país, a terceira e a quarta indicam o aeródromo.
Exs.: SBBI, SBFL, SBPA, SBSP, SBGL, etc.
3- Grupo Data-Hora:
É o horário da observação em horas e minutos, seguido da letra Z (horário
UTC), precedido do dia da mensagem.
Ex.: 150900Z, 231020Z, etc.
Z
DATA HORA
1 5 0 0 09
UTC
Em quatro letras maiúsculas:
1ª letra:Continente
2ª letra: País
3ª e 4ª letra: Aeródromo
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
b) Informações Meteorológicas:
1- Vento de superfície:
Normalmente aparecerá um grupo de cinco algarismos indicando o vento
médio nos dez minutos, que antecede o METAR, seguido da unidade usada. Os três
primeiros algarismos indicam a direção (de onde o vem o vento), e os dois últimos
indicam a velocidade.
Exs.: 33012KT, 18005KT
a) Vento Calmo:
Será considerado vento calmo, o vento cuja intensidade seja menor que 01KT,
e vem codificado da seguinte maneira:
Ex.: 00000KT
b) Vento Variável:
3 3 0 1 2 KT
DIREÇÃO VELOCIDADE
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Será considerado vento variável, ao vento cuja direção variar em 60o ou mais.
Ex.: VRB02KT; VRB05KT 120V180
Se a velocidade média do vento for maior que 2KT, as duas direções extremas
deverão ser informadas, observando o sentido horário.
c) Vento de Rajada:
Se durante os dez minutos precedentes à observação, o vento de rajadas
exceder em 10KT ou mais ao vento médio, esta rajada será reportada inserindo-se a
letra G (Gust) seguida do valor da rajada.
Ex.: 31015G25KT
Obs.: Caso exista o vento de rajada e a direção do vento variar em 60o ou
mais e a velocidade média do vento for maior que 2KT, as duas direções extremas
deverão ser informadas, observando o sentido horário.
Ex.: 27012G25KT 230V300
Obs.: Caso a velocidade do vento seja de 100KT ou mais, a velocidade
deverá ser informada .
Ex.: 320115KT
2- Visibilidade horizontal:
Será reportada em quatro algarismos, e a unidade usada é o metro.
É mínima visibilidade horizontal em torno do aeródromo, medida
em metros
Sempre em quatro dígitos
Parâmetros: de 100/100 metros até 5000 m
de 1000/1000 metros até 9000 m
VH < 100 metros ⇒⇒⇒⇒ 0000
VH ≥≥≥≥ 10 Km ⇒⇒⇒⇒ 9999
9 9 9 9
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
1º Caso: Quando todos os setores apresentarem visibilidade semelhante, será
reportada a menor visibilidade.
Ex.: 4000 (quatro mil metros)
2º Caso: Quando a menor visibilidade for menor que 1500 metros, porém,
existem outros com visibilidade igual ou superior a 5000 metros, a visibilidade mínima
será seguida por um dos pontos cardeais ou colaterais, para indiciar a direção desta, e
também a outra visibilidade com o respectivo setor.
Ex.: 1200NE 6000SE (mil e duzentos metros no setor Nordeste e 6000 metros no
setor Sudeste)
3º Caso: Quando a visibilidade for igual ou superior a 1500 metros e um outro
determinado setor a visibilidade for 50% OU MAIS, a visibilidade mínima será informada
seguida dos pontos cardeais e as outras não serão inseridas no código.
Ex.: 4000SW
3- RVR (Alcance visual da pista)
É a visibilidade horizontal sobre a pista, medida por equipamentos eletrônicos,
e a unidade é o metro.
Quando o RVR puder ser determinado (caso exista equipamento no AD) e
quando for informado, o grupo começará com a letra R seguido do designador de
pista e uma barra (/ ) seguido do RVR em metros.
Ex.: R10/1100 (RVR na pista 10, de mil e cem metros)
Casos especiais:
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
a) Quando a visibilidade for igual ou maior que 1500 metros, e valor do RVR for
maior que o máximo que pode ser medido, o RVR será informado como P1500.
Ex.: R10/P1500 (RVR na pista 10, igual ou maior que 1500 metros)
b) Quando a RVR for menor que o mínimo valor que pode ser medido, o RVR
será informado como M seguido pelo mínimo que pode ser medido.
Ex.: R10/M0050 (RVR na pista 10, menor que 50 metros).
Obs.: Onde exista equipamento capaz de lançar valores médios de RVR, após
o último algarismo de visibilidade aparecerá a letra U (up), informando que a tendência
tende a aumentar, a letra N (normal), quando a tendência é de permanecer nos
mesmos valores e a letra D (down) quando a tendência é diminuir o alcance visual da
pista.
Ex.: R10/1000D, R33/0800U, R15/0400N
Obs.: Pode ainda o RVR ser reportado com os valores mínimo e máximo de
variação separado pela letra V.
Ex.: R33/0800V1200U
4- Tempo presente:
Decidindo-se que existe um fenômeno a ser reportado, codifica-se o tempo
presente considerando-se a tabela 4678.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Os grupos de condições de tempo serão construídos pela consideração das
colunas da esquerda para a direita em seqüência que contém a intensidade seguida
da descrição e pelo fenômeno do tempo.
Ex.: +SHRA (pancada forte de chuva)
Obs.: Mais de uma forma de precipitação poderá ser combinada, o tipo
dominante de precipitação será informada primeiro.
Ex.: +SNRA
Outros fenômenos, além das combinações de precipitações registradas,
poderão ser informados, separadamente na ordem das colunas.
Ex.: -DZ FG
A intensidade será indicada somente para precipitação, pancadas,
trovoadas, poeira, areia ou neve soprada, tempestade de poeira ou tempestade de
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
areia. Tornados ou trombas d’água bem desenvolvidos deverão ser informados usando-
se o indicador +.
Ex.: +FC
Não será incluído mais que um descritor no grupo de condições de tempo.
Ex.: -FZDZ
Os descritores MI e BC serão usados somente em combinações com
abreviatura FG.
Exs.: MIFG, BCFG
O descritor DR (flutuante), será usado para poeira, areia ou neve levantadas
pelo vento, não se estendendo a mais de 2 metros. O descritor BL (soprado), será usado
para indicar poeira, areia ou neve carregadas pelo vento, estendendo-se acima de 2
metros. Os descritores DR e BL deverão ser usados somente em combinações com
abreviaturas DU, SA, SN.
Quando neve soprada for observada com queda de neve de nuvens, ambos
os fenômenos deverão ser informados, isto é, SN BLSN. Quando devido à neve soprada
forte, o observador não puder determinar se a neve também está caindo das nuvens,
então deverá ser informado apenas + BLSN.
O descritor SH será usado somente em combinações com uma ou mais das
abreviaturas RA, SN, PE, GS ou GR, para indicar precipitação do tipo pancada na hora
da observação.
Ex.: SHSN
O descritor TS será usado somente em combinações com uma ou mais das
abreviaturas RA, SN, PE, GS ou GR, para indicar trovoadas em precipitação no AD.
Ex.: TSSNGS
O descritor FZ será usado somente em combinações com as abreviaturas FG,
DZ e RA.
Ex.: FZRA
O qualificador de proximidade VC será usado somente em combinações com
abreviaturas DS, SS, FG, FC, SH, PO, BLDU, BLSA e BLSN.
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ALGUMAS RESTRIÇÕES PARA OS FENÔMENOS
a - Névoa seca e névoa úmida será reportada quando a visibilidade
horizontal estiver entre 1000 e 5000 metros, inclusive.
b - Nevoeiro será reportado quando a visibilidade horizontal estiver a menos
de 1000 metros.
c - VC, indica uma situação ocorrida até 8Km além do AD, mas NÃO nele.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Abreviaturas e Significados dos Fenômenos Meteorológicos
ABREVIATURA ORIGEM SIGNIFICADO
BC Bank Bancos
BL Blowing Soprada
BR Brume Névoa Úmida
DR Drifting Flutuante
DS DustStorm Tempestade de poeira
DU Dust Poeira Soprada
DZ Drizzle Chuvisco
FC Funnel Cloud Tornado, Nuvem Funil
FG Fog Nevoeiro
FU Fumme Fumaça
FZ Freezing Congelante
GR Graupel Granizo
GS Grains of Snow Grãos de Neve
HZ Haze Névoa Seca
IC Ice Cristals Cristais de Gelo
MI Minimum Baixo
PE Pellets of Ice Pelotas de Gelo
PO Dust Devil Poeira em Redemoinhos
RA Rain Chuva
SA Sand Areia
SG Small Grains Granizos pequenos
SH Shower Pancadas
SN Snow Neve
SQ Squall Tempestade
SS Sandstorm Tempestade de Areia
TS Thunderstorm Trovoada
VA Volcanic Ashes Cinzas Vulcânicas
VC Vicinity Vizinhanças
5 - Nebulosidade ou visibilidade vertical
Sob circunstâncias normais os grupos de nebulosidade são formados por seis
dígitos. Os três primeiros indicam a quantidade de nuvens.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
1/8 à 2/8 serão informados como FEW (Few = poucos)
3/8 à 4/8 serão informados como SCT (Scattered = esparsos)
5/8 à 7/8 serão informados como BKN (Broken = nublado)
8/8 será informado como OVC (Overcast = encoberto)
Os três últimos dígitos indicam a altura da base da nuvem em centenas de
pés.
Ex.: SCT020 (Existe de 3/8 à 4/8 de nuvens cuja base da nuvem está a 2000
pés).
O grupo de nuvens poderá ser repetido para informar diferentes camadas,
porém o número destes grupos não excederão a quatro, de acordo com as seguintes
condições:
• A primeira camada: a mais baixa de todas, independente da quantidade;
• A segunda camada: a camada imediatamente superior, desde que, sua quantidade seja no mínimo 3/8;
• A terceira camada: a camada imediatamente superior a segunda, desde que, sua quantidade seja no mínimo 5/8;
• A quarta camada: só existirá uma quarta camada se tivermos nuvens convectivas significativas (TCU ou CB). E esta camada deverá conter o tipo de nuvens.
Ex.: SCT005 FEW015CB BKN020 BKN025
a) Quando houver nebulosidade este grupo será omitido, desde que satisfaça
a condição CAVOK.
b) Quando o céu estiver obscurecido, mas com visibilidade vertical disponível,
o grupo de nebulosidade será substituído por um grupo formado por 5 dígitos, sendo os
dois primeiros “VV”, seguidos da visibilidade vertical em centenas de pés. Caso a
visibilidade vertical seja menor que 100 pés (30 metros), o grupo virá codificado da
seguinte maneira: VV///.
Ex.: VV003 (visibilidade vertical de trezentos pés)
c) Quando não houver nebulosidade e o termo CAVOK não for apropriado,
será usada a abreviatura SKC (Sky Clear = Céu Claro).
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6- Temperatura do ar e do Ponto de Orvalho
As temperaturas do ar e do Ponto de Orvalho serão informadas em algarismos
inteiros, dois a dois separados por uma barra. Quando as temperaturas forem negativas
serão da letra “M”.
Exs.: 25/20 : 09/08 : 02/M01 : M01/M03
Quando a temperatura do ar e do Ponto de Orvalho forma iguais, o ar
encontra-se saturado, ao contrário, diz-se que o ar está não saturado (úmido ou seco).
Ex.: 15/15 (ar saturado)
Caso um dos termômetros esteja danificado, no lugar da temperatura
aparecerá XX.
Ex.: 28/XX.
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7- PRESSÃO (AJUSTE DO ALTÍMETRO)
O último grupo da parte principal indica o QNH, arredondado para o
Hectopascal inteiro, desprezando os décimos. O grupo compõem-se da letra Q, mais
quatro algarismos.
Exs.: Q1020: Q0998
Nota: Em alguns países, a unidade de pressão é a Polegada de Mercúrio,
neste caso o indicador será a letra “A”, no lugar da letra Q.
Ex.: A3005 (para uma pressão de 30,05 Polegadas de Mercúrio)
c) Informações Suplementares
1- Tempo recente
A informação do tempo recente de significação operacional, será acrescida
ao código, com as abreviaturas dos fenômenos abaixo relacionados, se eles tiverem
sido observados durante a hora anterior mas não no horário da observação (10 minutos
precedentes), sendo precedidas das letras RE (recent).
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Precipitação congelante
Chuva ou neve, moderada ou forte
Granizo e gelo, moderado ou forte
Neve soprada, moderada ou forte
Tempestade de poeira
Tempestade de areia
Trovoada
Cinza vulcânica
Exs.: RETS: RERA
2- Aviso do Gradiente do Vento (Cortante)
Quando o local de circunstâncias permitirem, o gradiente do vento
(cortante), na vertical entre a superfície de 500 metros (1600 pés), significativo para as
operações de pouso e decolagem deverá ser informado usando-se um dos seguintes
grupos:
a) WS RWYXX
b) WS ALL RWYXX (Em todas as características)
Onde XX é o designador de pista.
Exs.: WS RWY33; WS RWY27: WS ALL RWY
NOTA: CAVOK será usado em substituição aos grupos de visibilidade, RVR,
tempo presente e nebulosidade, quando:
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
a) A visibilidade horizontal for igual ou superior a 10Km
b) Não existir nebulosidade abaixo de 1500 metros (5000 pés)
c) Houver ausência de fenômenos significativos (trovoada, precipitação,
nevoeiro, poeira, neve, etc.)
c) Previsão tipo Tendência
O primeiro e mais importante ponto a ser apreciado é que as informações
contidas na TENDÊNCIA é uma previsão que cobre um período de duas horas a partir da
hora da observação.
Indica mudanças significativas em relação a um ou mais elementos: vento de
superfície, visibilidade, tempo presente e nebulosidade.
Somente aqueles elementos que se espera mudar serão incluídos. Quando
não se espera ocorrer mudanças significativas, será incluída a abreviatura “NOSIG”.
NOTAS: 1) No caso de mudanças significativa na nebulosidade, todos os
grupos, incluindo as camadas que não se prevê mudanças, deverão ser indicadas.
2) No caso de mudanças significativas na visibilidade, deverá ser
informado também o fenômeno que provoca a sua alteração.
Quando uma mudança significativa é esperada num dos elementos
observados (vento, visibilidade, tempo presente, nebulosidade ou visibilidade vertical)
um dos seguintes indicadores será usado:
BECMG (becaming) / TEMPO
1) BECMG
O indicador de mudança BECMG será utilizado para descrever mudanças
esperadas das condições meteorológicas que alcancem ou ultrapassem os limites
especificados como critérios num regime regular ou irregular.
O período pelo qual, ou a hora na qual a mudança prevista ocorrer, será
indicada pelas abreviaturas FM (from = a partir de), TL (until = até), ou AT (at = hora
precisa), conforme os casos abaixo:
a) Quando a mudança prevista começar e terminar dentro do período da
previsão, o começo e o fim da alteração serão informados por FM e TL,
respectivamente, com os grupos horários associados.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Ex.: BECMG FM1030 TL1130 (tendência prevista para o período das 1000 às
1200 UTC)
b) Quando se prognostica o inicio da mudança coincidente com o começo
do período, mas terminando antes do fim daquele período, somente será usado TL e
seu grupo horário, para indicar o fim da alteração.
Ex.: VSB no horário da observação: 8 Km
Espera-se que diminua na próxima hora, devido à névoa úmida e que seja de
3000 metros a 1100 UTC.
BECMG TL1100 3000 BR
c) Quando a mudança for prevista começar durante o período e se
completar no fim do período será usado FM e seu grupo horário associado, para indicar
o começo da mudança.
Ex.: BECMG FM1100
d) Quando a mudança for esperada ocorrer numa hora específica durante o
tempo da tendência, será usado AT seguido do seu grupo horário associado indicando
a hora da mudança.
Ex.: BECMG AT1100
e) Quando a mudança for prevista começar no início do período de
tendência e completada no fim deste período ou quando for previsto ocorrer neste
período, mas não se tem certeza do horário, as abreviaturas FM, TL ou AT e seus grupos
horários serão associados omitidos e apenas será usado o grupo indicador de mudança
BECMG.
f) Quando as mudanças forem previstas acontecer à meia-noite UTC o horário
será indicado por:
0000 quando associado a FM e AT
2400 quando associado a TL
2) TEMPO
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
O grupo TEMPO é usado para descrever previsões de flutuações temporárias
nas condições meteorológicas que atinjam ou ultrapassam valores específicos e
permaneçam por um período menor que uma hora no total de cada situação e não
podendo ultrapassar a metade do período durante o qual as flutuações ocorrerão.
Deverá ser indicado pelas abreviaturas FM e/ou TL seguido de seu grupo horário
associado, como segue:
a) Quando o período das flutuações temporárias for previsto começar e
terminar do período de tendência, o início e o fim serão indicados pelas abreviaturas FM
e TL com seus grupos horários associados.
Ex.: Período de tendência da 1000 às 1200Z.
TEMPO FM1030 TL1130
b) Quando o período de flutuações temporárias for previsto começar no início
do período de tendência, mas terminar antes do fim do período, somente TL e seu grupo
horário será usado para indiciar o término das flutuações.
Ex.: TEMPO TL1130
c) Quando o período de flutuações temporárias for previsto começar no início
do período de tendência e continuar ao longo do período restante, será usado FM e seu
grupo horário apenas para indicar o início das flutuações.
Ex.: TEMPO FM1030
d) Quando o período de flutuações temporárias for previsto começar do
período de tendência e continuar ao longo do período restante, será usado apenas
para indicador TEMPO.
NOTA: 1) Após os grupos indicadores de mudanças, somente serão incluídos
os dados referentes aos elementos que são previstos mudar. Entretanto, no caso de
nuvens, todas as informações deverão aparecer, inclusive das camadas que não se
espera mudanças.
2) Os indicadores AT e TL não são utilizados no Brasil.
Exs.:
a) METAR SBCT 221100Z 27015G27KT 280V350 1400SW 6000N R10/P1500
+SHRA SCT005 SCT025 SCT035TCU BKN080 26/25 Q0995 RETS WS RWY10.
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b) METAR SBSP 151000Z 00000KT 3000N HZ SCT025 SCT080 18/12 Q1020
BECMG FM1020 TL1145 33015G25KT 300V360 1200 +TSRA BKN015 FEWO30CB
OVC080.
20.2. Mensagem TAF
O TAF (Terminal Aerodrome Forecasting) é uma descrição completa dos
elementos meteorológicos que poderão ocorrer no aeródromo, durante todo o
período de previsão. Utilizado internacionalmente segundo normas da OACI, no Brasil
os TAF’s também são confeccionados quatro vezes ao dia, com horário de início de
validade às de 0000, 0600, 1200 e 1800 horas UTC, com validade para as próximas 12
ou 24 horas e são renovados a cada 6 horas. Outras previsões de aeródromo na forma
TAF podem ser elaboradas a pedido, com validade para qualquer horário ou período.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
20.2.1. Os TAF elaborados regularmente têm períodos de validade de:
a) 24 horas para difusão internacional, e
b) 12 horas para difusão nacional.
Os TAF de difusão nacional estarão à disposição dos usuários 2 horas antes do
inicio de sua validade, e os de difusão internacional com 4 horas de antecedência.
20.2.2 . Estrutura da Mensagem TAF
Tendo em vista ser o TAF uma "previsão", não uma "observação", o seu
conteúdo depende do que for previsto ocorrer no período. No entanto, uma estrutura
básica deve ser considerada, porque alguns parâmetros de superfície são
normalmente determinados devido ao interesse da aviação. Vejamos os principais:
20.3. Elementos do Código TAF
Na utilização da mensagem TAF, o aeronavegante, na maioria das vezes, não
necessita do auxílio de tabelas para sua total compreensão; no entanto, em algumas
ocasiões, surgem condições meteorológicas não muito comuns, exigindo do usuário
maior familiarização com as tabelas auxiliares. Vejamos, pois, o significado e algumas
particularidades de cada grupo da mensagem.
a) Grupos de Identificação:
Nome do código - Local – Data/Hora de início – Data-hora de término
1- Nome do Código:
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TAF – Previsão Terminal de Aeródromo
2- Local:
Indicativo da estação meteorológica, homologado pela OACI.
Em quatro letras maiúsculas. A primeira indica o continente, a segunda indica
o país, a terceira e a quarta indicam a área terminal do aeródromo.
Exs.: SBBI, SBFL, SBPA, SBSP, SBGL, etc.
3- Grupo Data-Hora:
São dois grupos com o horário do início e término da validade em horas e
minutos, seguido da letra Z (horário UTC), precedido do dia da mensagem.
Ex.: 251200Z 261200Z.
b) Previsões Meteorológicas de Área Terminal de Aeródromo
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Vento de Superfície - Visibilidade Horizontal - Tempo previsto - Nebulosidade
1 – Vento de Superfície
Normalmente aparecerá um grupo de cinco algarismos indicando o vento
médio, seguido da unidade usada. Os três primeiros algarismos indicam a direção
prevista (de onde vem o vento) em relação ao norte verdadeiro, os dois seguintes
algarismos indicam a velocidade do vento seguido da respectiva unidade (KT).
Ex.: 32010KT
27012G25KT
VRB10KT 120V200
a) Vento Calmo:
Será considerado vento calmo, o vento cuja intensidade seja menor que 01KT,
e vem codificado da seguinte maneira:
Ex.: 00000KT
b) Vento Variável:
Será considerado vento variável, ao vento cuja direção variar em sessenta
graus ou mais.
Exs.: VRB02KT; VRB10KT 120V200
c) Vento Rajada:
Se for esperado acontecer rajadas, com velocidade máxima provável
excedendo a média em 10KT, ou mais, será indicada pela letra “G” colocada
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
imediatamente após a velocidade média, seguida do valor de rajada e a respectiva
unidade (KT).
Ex.: 27015G28KT
Obs.: a) Caso tenha sido previsto o vento de rajadas e a direção do vento
variar em sessenta graus ou mais a velocidade média do vento for maior que 10KT, as
duas direções extremas deverão ser informadas, observando o sentido horário.
Ex.: 27012G25KT 230V300
b) Caso a velocidade do vento seja de 100KT ou mais, a velocidade
deverá ser informada com uma letra “P” seguida da velocidade 99 KT.
Ex.: 320P99KT
2 – Visibilidade Horizontal
Será reportada em quatro algarismos indicando a visibilidade mínima, e a
unidade utilizada é o metro. Para uma visibilidade igual ou superior a 10Km, virá
codificado no TAF um grupo de quatro algarismos “nove”. Para uma visibilidade inferior
a 100 metros, vira codificado um grupo de quatro algarismos “zero”.
Exs.: 5000; 9999
3– Tempo Previsto
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Os grupos de condições de tempo serão construídos pela consideração das
colunas da esquerda para a direita em seqüência que contém a intensidade
seguida da descrição e pelo fenômeno do tempo.
Ex.: +SHRA (pancada forte de chuva)
Obs.: Mais de uma forma de precipitação poderá ser combinada, o tipo
dominante de precipitação será informada primeiro.
Ex.: +SNRA
Outros fenômenos, além das combinações de precipitações registradas,
poderão ser informados, separadamente na ordem das colunas.
Ex.: -DZ FG
A intensidade será indicada somente para precipitação, pancadas,
trovoadas, poeira, areia ou neve soprada, tempestade de poeira ou tempestade de
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
areia. Tornados ou trombas d’água, bem desenvolvidos, deverão ser informados
usando-se o indicador +.
Ex.: +FC
Não será incluído mais que um descritor no grupo de condições de tempo.
Ex.: -FZDZ
Os descritores MI e BC serão usados somente em combinações com
abreviatura FG.
Exs.: MIFG, BCFG
O descritor DR (flutuante), será usado para poeira, areia ou neve levantadas
pelo vento, não se estendendo a mais de 2 metros. O descritor BL (soprado), será usado
para indicar poeira, areia ou neve carregadas pelo vento, estendendo-se acima de 2
metros. Os descritores DR e BL deverão ser usados somente em combinações com
abreviaturas DU, SA, SN.
Quando neve soprada for observada com queda de neve de nuvens, ambos
os fenômenos deverão ser informados, isto é, SN BLSN. Quando devido à neve soprada
forte, o observador não puder determinar se a neve também está caindo das nuvens,
então deverá ser informado apenas + BLSN.
O descritor SH será usado somente em combinações com uma ou mais das
abreviaturas RA, SN, PE, GS ou GR, para indicar precipitação do tipo pancada na hora
da observação.
Ex.: SHSN
O descritor TS será usado somente em combinações com uma ou mais das
abreviaturas RA, SN, PE, GS ou GR, para indicar trovoadas em precipitação no AD.
Ex.: TSSNGS
O descritor FZ será usado somente em combinações com as abreviaturas FG,
DZ e RA.
Ex.: FZRA
O qualificador de proximidade VC será usado somente em combinações com
abreviaturas DS, SS, FG, FC, SH, PO, BLDU, BLSA e BLSN.
ALGUMAS RESTRIÇÕES PARA OS FENÔMENOS
a - Névoa seca (HZ) e névoa úmida (BR) será reportada quando a visibilidade
horizontal estiver entre 1000 e 5000 metros, inclusive.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
b - Nevoeiro será reportado quando a visibilidade horizontal estiver a menos
de 1000 metros.
c - VC, indica uma situação ocorrida até 8Km além do AD, mas NÃO nele.
4 – Nebulosidade ou Visibilidade Vertical
Sob circunstâncias normais os grupos de nebulosidade são formados por seis
dígitos. Os três primeiros indicam a quantidade de nuvens.
1/8 à 2/8 serão informados como FEW (Few = poucos)
3/8 à 4/8 serão informados como SCT (Scattered = esparsos)
5/8 à 7/8 serão informados como BKN (Broken = nublado)
8/8 será informado como OVC (Overcast = encoberto)
Os três últimos dígitos indicam a altura da base da nuvem em centenas de
pés.
Ex.: SCT020 (Existe de 3/8 à 4/8 de nuvens cuja base da nuvem está a 2000
pés).
O grupo de nuvens poderá ser repetido para informar diferentes camadas,
porém o número destes grupos não excederá a quatro, de acordo com as seguintes
condições:
A primeira camada: a mais baixa de todas, independente da quantidade;
A segunda camada: a camada imediatamente superior, desde que, sua
quantidade seja no mínimo 3/8;
A terceira camada: a camada imediatamente superior à segunda, desde
que, sua quantidade seja no mínimo 5/8;
A quarta camada: só existirá uma quarta camada se tivermos nuvens
convectivas significativas (TCU ou CB). E esta camada deverá conter o tipo de nuvens.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Ex.: SCT005 FEW015CB BKN020 BKN025
a) Quando houver nebulosidade este grupo será omitido, desde que satisfaça
a condição CAVOK.
b) Quando o céu estiver obscurecido, mas com visibilidade vertical disponível,
o grupo de nebulosidade será substituído por um grupo formado por 5 dígitos, sendo os
dois primeiros “VV”, seguidos da visibilidade vertical em centenas de pés. Caso a
visibilidade vertical seja menor que 100 pés (30 metros), o grupo virá codificado da
seguinte maneira: VV///.
Ex.: VV003 (visibilidade vertical de trezentos pés)
c) Quando não houver nebulosidade e o termo CAVOK não for apropriado,
será usada a abreviatura SKC (Sky Clear = Céu Claro).
Abreviaturas e Significados dos Fenômenos Meteorológicos
ABREVIATURA ORIGEM SIGNIFICADO
BC Bank Bancos
BL Blowing Soprada
BR Brume Névoa Úmida
DR Drifting Flutuante
DS DustStorm Tempestade de poeira
DU Dust Poeira Soprada
DZ Drizzle Chuvisco
FC Funnel Cloud Tornado, Nuvem Funil
FG Fog Nevoeiro
FU Fumme Fumaça
FZ Freezing Congelante
GR Graupel Granizo
GS Grains of Snow Grãos de Neve
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
HZ Haze Névoa Seca
IC Ice Cristals Cristais de Gelo
MI Minimum Baixo
PE Pellets of Ice Pelotas de Gelo
PO Dust Devil Poeira em Redemoinhos
RA Rain Chuva
SA Sand Areia
SG Small Grains Granizos pequenos
SH Shower Pancadas
SN Snow Neve
SQ Squall Tempestade
SS Sandstorm Tempestade de Areia
TS Thunderstorm Trovoada
VA Volcanic Ashes Cinzas Vulcânicas
VC Vicinity Vizinhanças
c) Informações Suplementares
Temperaturas (máxima e mínima) – Probabilidades – Grupos de Mudanças
Temperatura Prevista (máxima e mínima)
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
O grupo inicia-se com as letras Tx, indicando a temperatura máxima para o
período do TAF seguido da temperatura, e separada por uma barra, seguida da hora
em que a temperatura foi prevista, sempre com dois algarismos; ou ainda, com as
letras Tn, indicando a temperatura mínima para o mesmo período, e separada por
uma barra, da hora em que foi prevista esta temperatura.
As temperaturas negativas são precedidas pela letra “M”.
Probabilidades
É usado para indicar a probabilidade, em porcentagem de 30 ou 40%, de vir
a ocorrer à mudança de um ou de todos os elementos da previsão, durante um
período definido de tempo. Usado também, com o indicador de mudança TEMPO.
Grupos de Mudanças
Estes grupos serão utilizados, quando, durante o período de validez do TAF for
previsto ocorrer a mudança de um ou de todos os elementos da previsão original
(Vento, Visibilidade Horizontal, Tempo Previsto e Nebulosidade).
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
TEMPO (Temporary) – Indica flutuações temporárias, freqüentes ou não e que
deverão ocorrer dentro do período, em intervalos de tempo menor que uma hora de
cada vez, de modo que a soma total das ocorrências não alcance a metade do
período de validez da mudança.
Ex.: TAF SBCT 151200 161200 00000KT CAVOK TN20/00Z TEMPO 0610 3000 BR
SCT025.
BECMG (Becaming) – Mudança gradual, é usado quando se espera que as
novas condições previstas ocorram após o período de transição, este período não
poderá exceder a duas horas. Após o período de transição todos os elementos
descritos deverão permanecer até o final do TAF, ou até outro grupo de mudança.
Ex.: TAF SBSP 021200 031200 12015KT 6000 RA OVC015 TN18/12Z BECMG 1214
2000 BR OVC005.
FM (From) – Este grupo indica uma variação rápida (menos de trinta minutos),
irreversível. Quando este grupo for usado, todas as condições previstas antes do grupo,
serão substituídas após este grupo.
Ex.: TAF SBGL 120000 130000 23006KT CAVOK TX28/20Z FM0430 00000KT 0200 FG
OVCOO2.
20.4. Condição CAVOK
Quando as condições prognosticadas de tempo formarem o seguinte
conjunto:
a) visibilidade igual ou superior a 10 km;
b) ausência de tempo significativo (Tabela 4678);
c) nenhuma nebulosidade abaixo de 5.000 pés ou abaixo do mais alto setor
de altitude mínima do aeródromo e;
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
d) ausência de Cumulonimbus, o termo CAVOK (Ceiling And Visibility OK)
substituirá:
Visibilidade, Condições de Tempo e Nebulosidade (ou Visibilidade Vertical).
20.5. Condição NSC
Quando o termo CAVOK não for apropriado, mas nenhuma nebulosidade
estiver prevista abaixo de 5.000 pés e, ainda, não houver prognóstico de
Cumulonimbus, o termo NSC (No Significant Cloud) substituirá o grupo de
nebulosidade.
Ex.: TAF SBSP 1300000 140000 10005KT 3000 HZ NSC TX23/21Z.
20.6. Condição NSW
Se nenhuma ocorrência de tempo significativo for esperada, o grupo de
tempo previsto será OMITIDO. Entretanto, se a condição prevista deixar de ser
significativa, o grupo será substituído por NSW (No Significant Weather).
TAF SBPA 131200Z 141200 2010KT 8000 RA SCT006 BKN012 BECMG 2022 NSW.
20.7. Emenda na Mensagem TAF
Quando um TAF necessitar de emendas, em vista de alterações significativas
na mensagem já expedida, a correção será feita pela expedição de uma outra
mensagem designada por TAF AMD. Esta nova mensagem cobrirá o restante do
período de validade do TAF original.
Exemplo nº 9
TAF AMD SBCT 131800 141800 ........
20.3 Mensagem Airep
O AIREP é uma aeronotificação destinada a informar aos órgãos de tráfego
aéreo e de meteorologia, a posição, operação e condições meteorológicas
significativas durante o vôo. O piloto em comando de uma aeronave em vôo IFR ou
VFR é o responsável pela confecção e transmissão do AIREP, também chamado de
Mensagem de Posição, diretamente ou através de Estações de Telecomunicações.
A mensagem AIREP, ao ser recebida por via rádio ou diretamente de um
aeronavegante no órgão de tráfego aéreo e utilizada pelo mesmo deve ser
retransmitida imediatamente ou entregue ao Centro Meteorológico da área
respectiva, para uso imediato.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
20.3.1. Composição da Mensagem
A mensagem AIREP compõe-se de três seções:
Seção 1:
Posição da aeronave: Esta seção é obrigatória em todas as mensagens de
posição exigidas.
1- Identificação da aeronave, precedida de AIREP (ARP) ou AIREP ESPECIAL
Exemplo: AIREP PPCTY, AIREP VRG161
2- Posição da aeronave com referência aos fixos de posição, coordenadas
geográficas ou indicativo da estação.
Exemplo: GUVEP, 1544S/03902W, etc.
3- Hora e minutos UTC do informe de posição.
Exemplo: 1145, 1228
4- Nível de Vôo (FL) em centenas de pés, quando a aeronave estiver voando
com ajuste padrão ou altitude, em metros, quando voando pelo QNH.
Exemplo: FL100, 5750 m, etc.
5- Próxima posição e hora estimada de sobrevôo.
Exemplo: SBCV 2131 (estima Caravelas às 2131Z)
Seção 2:
Informações Operacionais: Esta seção é facultativa, ficando a critério do
piloto sua inclusão na mensagem.
1- Hora prevista de chegada, com o nome do aeródromo do primeiro pouso
previsto.
2- Autonomia de combustível em horas e minutos.
Seção 3:
Informações Meteorológicas: A seção 3 é obrigatória em todos os fixos
indicados nas cartas de radionavegação da AIP-BRASIL, onde estiver impressa a
abreviatura MET, nos vôos realizados acima do nível de cruzeiro 100 (FL100) e nos casos
de AIREP ESPECIAL.
1- Temperatura do ar em graus Celsius inteiros, onde as temperaturas positivas
virão precedidas de PS (ou P) e as negativas, precedidas de MS ou (M).
Ex.: M35
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
2- Vento instantâneo ou médio em graus verdadeiros para a direção e nós
para a velocidade. O vento instantâneo, normalmente, se refere à posição da
aeronave, especificada na SEÇÃO 1, vindo seguido da palavra SPOT.
Ex.: 120/10 SPOT (120 graus com 10 nós instantâneo)
3- Turbulência (TURB): sempre que for encontrada turbulência forte (SEV), será
feita uma aeronotificação, tão logo possível, depois da ocorrência (AIREP ESPECIAL). A
turbulência moderada só será registrada se for encontrada dentro dos últimos 10
minutos, antes de alcançar a posição dada na Seção 1. Se a turbulência for
encontrada dentro da nuvem, será acrescentada a abreviatura INC. Se for observada
turbulência leve ou nenhuma turbulência, a informação será omitida.
20.3.2. Airep Especial
Sempre que forem encontradas condições meteorológicas perigosas à
navegação aérea, o piloto da aeronave confeccionará um AIREP ESPECIAL. As
condições que dão origem a um AIREP ESPECIAL são as seguintes:
• área de trovoada
• ciclone tropical
• turbulência forte
• granizo forte
• formação de gelo forte
• ondas orográficas acentuadas
• linhas de instabilidade forte
• tempestade extensa de areia ou poeira
A mensagem AIREP ESPECIAL deve ser transmitida tão logo tenham sido
observados fenômenos meteorológicos considerados perigosos à navegação aérea,
precedida das palavras AIREP ESPECIAL ou ARS.
Exemplos de AIREP:
a) Posição da aeronave em vôo VFR, contendo apenas a seção 1:
AIREP PTEDM SBIC 0713 FL100 SBEG 0743.
b) Posição da aeronave em vôo IFR, contendo as seções 1, 2 e 3:
AIREP PPCKF SBCV 1335 FL140 SBSV 1412 SBRF 1505 0350 MS02 110/20 SPOT TURB
MOD BKN CU FL 120
Identificação : AIREP PPCKF
Posição : SBCV (Caravelas)
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Hora : 1335
Nível de vôo : 140 (14.000 pés)
Próxima posição : SBSV 1412
Hora estimada de chegada : SBRF 1505
Autonomia : 0350
Temperatura do ar : MS02 (-02°C)
Vento : 110/20 SPOT (Vento Instantâneo)
Turbulência : TURB MOD (Turbulência moderada)
Informação suplementar : BKN CU TOP FL120 (nublado com cumulus
com topo a 12.000 pés)
20.4. Mensagens de Vigilância
Conforme vimos anteriormente, o Centro Meteorológico de Vigilância (CMV)
mantém o acompanhamento da evolução das condições meteorológicas na Região
de Informação de Vôo (FIR) correspondente. Sua atribuição primordial é, portanto,
elaborar e divulgar, para o Serviço de Controle do Espaço Aéreo, informes
meteorológicos especiais cujo conteúdo não tenha sido observado ou previsto nas
mensagens regulares, a fim de proporcionar economia e segurança às operações
aéreas e às instalações aeroportuárias naquela região.
20.4.1. Mensagem SIGMET
O SIGMET é uma notificação sobre fenômenos meteorológicos significativos
observados ou previstos que podem afetar a segurança das aeronaves em vôo,
emitida por um Centro Meteorológico de Vigilância (CMV), em linguagem clara e
concisa, usando-se abreviaturas aprovadas pela OACI e valores numéricos que não
exijam explicações complementares.
Quando a mensagem contiver informações destinadas a aeronaves
supersônicas, durante vôos transônicos ou supersônicos, ela será identificada por
SIGMET SST.
Os fenômenos meteorológicos divulgados através de um SIGMET ou SIGMET
SST poderão ser de duas ordens:
a) fenômenos observados, isto é, fenômenos que já estão acontecendo.
Neste caso, serão identificados por "OBS"; e
b) fenômenos previstos, quando sua ocorrência estiver ainda no campo das
probabilidades. Neste caso, serão identificados por "FCST".
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Os fenômenos meteorológicos que poderão constar de um SIGMET são os
seguintes:
a) Em níveis de cruzeiro subsônico
• Trovoada
OBSC TS Trovoada obscurecida
EMBD TS Trovoada embutida
FRQ TS Trovoada freqüente
LSQ TS Trovoada em linha
OBSC TS HVYGR Trovoada obscurecida, com granizo Forte
EMBD TS HVYGR Trovoada embutida, com granizo Forte
FRQ TS HVYGR` Trovoada freqüente, com granizo Forte.
LSQ TS HVYGR Trovoada em linha, com granizo forte
• Ciclone Tropical
TC + (Nome do Ciclone) Ciclone tropical
• Turbulência
SEV TURB Turbulência severa
MOD TURB Turbulência moderada
• Formação de Gelo
SEV ICE Formação severa de gelo (entre nuvens)
SEV ICE (FZRA) Formação severa de gelo (sob chuva gelada)
• Ondas Orográficas
SEV MTW Ondas orográficas muito intensas
• Tempestade de Areia e Poeira
HVY DS Tempestade forte de poeira
HVY SS Tempestade forte de areia
• Cumulonimbus
ISOL CB Cumulonimbus isolados
OCNL CB Cumulonimbus ocasionais
FRQ CB Cumulonimbus freqüentes
• Granizo
GR Granizo
• Cinzas Vulcânicas
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
VA + (Nome do Vulcão) Nuvens de cinzas vulcânicas
b) Em níveis transônicos e níveis de cruzeiro supersônico
• Turbulência
SEV TURB Turbulência severa
MOD TURB Turbulência moderada
• Cumulonimbus
ISOL CB Isolados
OCNL CB Ocasionais
FRQ CB Freqüentes
Os SIGMET serão cancelados quando os fenômenos deixem de ocorrer ou já
não se espera que venham ocorrer na área.
A mensagem SIGMET possui a seguinte composição básica:
a) identificador do lugar da unidade de serviço de tráfego aéreo, prestadora
de serviço à FIR ou à CTA a que se refere o SIGMET. Exemplo: SBBS;
b) identificação da mensagem e número de série (controle diário). Exemplo:
SIGMET 5;
c) grupo data-hora, indicando o período de validez, em horário UTC. Exemplo:
221200/221600;
d) identificador do lugar do CMV de onde se originou a mensagem, seguido
de um "hífen", para separar o preâmbulo do texto. Exemplo: SBBR - .
e) nome, na linha seguinte, da FIR ou CTA para a qual o SIGMET foi emitido.
Exemplo: BRASÍLIA FIR ou BRASÍLIA CTA;
f) fenômeno que tenha motivado a emissão do SIGMET e sua descrição.
Exemplo: FRQ TS;
g) identificação se a informação é observada ou prevista. Exemplo: OBS ou
FCST;
h) localização e nível de vôo do fenômeno. Exemplo: SECTOR NW TMA SBRJ FL
120/350; e
i) movimentação e evolução do fenômeno. Exemplo: MOV SW 20KT WKN;
EXEMPLO Nº 1
SBBS SIGMET 5 VALID 221200/221600 SBBR -
BRASÍLIA FIR FRQ TS OBS SECTOR NW TMA SBRJ FL120/350 MOV SE 20KT WKN.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
EXEMPLO Nº 2
SBCW SIGMET 3 VALID 121600/122000 SBCT -
CURITIBA FIR SEV TURB OBS AT 1550 UTC SBFL FL250 MOV E 20KT INTSF.
EXEMPLO Nº 3
SBMU SIGMET 4 VALID 151000/151400 SBEG -
MANAUS FIR OBSC TS FCST TMA SBEG MOV SW 15KT NC.
20.4.2 AVISO DE AERÓDROMO
São informações de condições de meteorológicas concisas previstas, que
possam afetar a segurança das aeronaves no solo, as instalações e os serviços de
aeródromos.
São confeccionadas pelos CMA (Centro Meteorológico de Aeródromo) e
deverão estar relacionados aos aeródromos de sua responsabilidade, com período de
validez nunca maior do que seis horas e, preferencialmente, máximo de quatro horas.
Ex.: AVISO DE AERÓDROMO VALIDO 121800/122200 SBME
FCST WIND WVY AND SFC GUST 31020/45KT IN SBME.
(Previsto Vento forte e rajada superfície 31020/45KT no AD de Macaé)
20.4.3 GAMET
É uma previsão de área em linguagem clara abreviada para vôos em níveis
baixos, para uma informação de vôo ou sub-área dela. Elaborada por um CMA, com
uma validade de seis horas, iniciando sempre nas horas sinóticas pares (00, 06, 12 ou
18Z), empregando-se abreviaturas aprovadas pela ICAO. As previsões deverão ser
emitidas para cobrir a camada entre o solo e o FL100 (ou FL150 em regiões
montanhosas) e deverão conter informações sobre fenômenos meteorológicos em
rota, perigosos para os vôos em níveis baixos.
Ex.: SBRF GAMET 01 VALID 220600/221200 SBRF
RECIFE FIR 10/12 35KT 06/08 N 12 DEG S 3000 M 11/12 ISOL TS 06/09 OVC
800 FT N OF 18 DEG S ICE MOD FL080/100 TURB MOD ABV FL090.
Vento de superfície entre 10 e 12Z com intensidade de 35 KT, Visibilidade horizontal de
3000 metros entre 06 e 08Z ao norte de 12 graus S, Trovoada isolada entre 06 e 09Z, céu
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
encoberto a 800 pés ao norte de 18 graus S, formação de gelo moderado entre 8.000 e
10.000 pés, turbulência moderada acima de 9.000 pés.
20.4.4. AIRMET
Ë uma informação sobre fenômenos previstos ou observados, em rota, que
possam afetar a segurança de operações de aeronaves em níveis baixos e que ainda
não tenha sido incluída na previsão para vôos, para a região de informação de vôo
correspondente ou sub-área dela. Será expedida por um CMV, e dará a descrição
concisa em linguagem clara abreviada relativa à ocorrência e/ou previsão de
fenômenos meteorológicos em rota, que não tenham sido incluídas na previsão de
área GAMET, que possam afetar a segurança das operações aéreas e a evolução
desses fenômenos no tempo e no espaço.
Ex.: SBRE AIRMET 2 VALID 22215/230145 SBRF
RECIFE FIR MOD MTW OBS AT 2215 07DEG S 39 DEG W AT FL080 STNRY NC.
AIRMET expedido para a FIR Recife, valido das 2215Z do dia 22 até às 0145Z do
dia 23, Elaborado pelo CMA Recife. Observadas ondas orográficas de intensidade
moderada às 2215Z, sobre as coordenadas 07°S/39°W, no nível de vôo 080,
estacionária e sem mudança de intensidade.
20.4.5. WS WRNG (Aviso de Cortante do Vento)
Consistem em uma informação concisa da presença observada ou prevista
de gradiente do vento, que possa afetar as aeronaves na trajetória de aproximação,
entre o nível da pista e uma altura de 500 metros acima desta, e aeronaves na pista
durante a corrida de pouso ou decolagem. Elaboradas por um CMA em linguagem
clara e abreviada. O período de validade será de no máximo 2 horas.
Ex.: WS WRNG VALID 071200/071400 FOR SBGR
SFC WIND 32010KT WIND AT 60M 36025KT IN APRCH.
Vento de 320 graus com 10 KT à superfície e a 60 metros 360 graus com 25 KT.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
21. CARTAS METEOROLÓGICAS
O Centro Regional de Previsão de Área (RAFC) de Brasília elabora e divulga,
para o Brasil e alguns países vizinhos, os mapas de previsão meteorológica, para as
próximas 24 (vinte e quatro) horas.
21.1. Sig Wx Prog Chart
As cartas de tempo significativo, elaboradas pelo RAFC BR, são divulgadas
para o Serviço de Controle do Espaço Aéreo a cada seis (6) horas. A sua finalidade é
informar, utilizando-se de uma simbologia monocromática e/ou abreviaturas (em
língua inglesa), os fenômenos meteorológicos prognosticados de interesse
aeronáutico.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Essas cartas são confeccionadas para os horários sinóticos das 0000, 0600,
1200 e 1800 UTC, com base nas análises dos dados coletados através da rede de
coleta de dados básicos.
O conteúdo da Carta SIG WX PROG é:
Sinteticamente, os elementos que constituem a carta SIG WX PROG são os
seguintes:
a)fenômenos significativos limitados por linhas de vieira;
b) áreas de precipitação;
c) áreas de névoa e nevoeiro;
d) áreas de nebulosidade;
e) áreas de trovoadas;
f) sistemas frontais;
g) linhas de instabilidade;
h) ciclones e anticiclones;
i) zona de convergência intertropical (ITCZ);
j) correntes de jato;
k) áreas de turbulência; e
l) áreas de formação de gelo.
21.1.2 Simbologia dos Fenômenos
A leitura e a interpretação da Carta SIG WX PROG dependem da freqüência
com que o aeronavegante a utiliza, quando elabora o seu plano de vôo. Uma carta
de prognóstico meteorológico é, portanto, um conjunto de informações sobre o
tempo numa grande área.
a) SISTEMAS FRONTAIS:
Frente Fria
Frente Quente
Frente Estacionária
Frente Oclusa
Frontogênese de Frente Fria
Frontogênese de Frente Quente
Frontólise de Frente Fria
Frontólise de Frente Quente
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
b) SISTEMAS DE PRESSÃO
Área de Alta Pressão
Área de Baixa Pressão
c) ÁREA DE OCORRÊNCIA DE TURBULÊNCIA
d) ÁREA DE FORMAÇÃO DE GELO
e) ZONA DE CONVERGÊNCIA INTERTROPICAL
f) CORRENTE DE JATO
g) LINHAS DE INSTABILIDADE
h) FENÔMENOS SIGNIFICATIVOS DELIMITADOS POR LINHAS DE VIEIRA
i) ÁREAS DE NEBULOSIDADE
21.1.3 Abreviaturas dos Fenômenos
As abreviaturas dos fenômenos meteorológicos mais utilizados nas cartas SIG
WX PROG devem ser do conhecimento dos aeronavegantes. Portanto, torna-se
necessário relacionar aqui os mais comuns.
ABREVIATURA INGLÊS PORTUGUÊS
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
AMD
BKN
BTL
CAT
DZ
EMBD
FG
HZ
ICE
INSTBY
INSTLN
MIST
SCT
OCN
OVC
OVER
QSTNRY
RA
STNRY
TCU
Amend
Broken
Between layers
Clear Air Turbulence
Drizzle
Embedded in layer
Fog
Haze
Icing
Instability
Instability line
Mist
Scattered
Occasional
Overcast
Above
Quasistationary
Rain
Stationary
Towering Cumulus
Emenda
Nublado
Entre camadas de nuvens
Turbulência em Ar Claro
Chuvisco
Oculto numa camada de
nuvens
Nevoeiro
Névoa Seca
Formação de Gelo
Instabilidade
Linha de Instabilidade
Névoa Úmida
Espalhado
Ocasional
Encoberto
Semi-estacionário
Chuva
Estacionário
Grandes Cumulus
Exemplo de Carta Prognosticada:
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
21.2. Wind Aloft Prog Chart
As cartas prognosticadas para os níveis superiores, também elaboradas pelo
Centro d Previsão de Área (CPA), são confeccionadas somente nos horários sinóticos
das 0000 e 1200 UTC, com base nos dados de radiossonda, radar-vento e fotografias
de satélites meteorológicos.
O conteúdo das cartas WIND ALOFT PROG resume-se à temperatura, direção
e velocidade dos ventos em pontos pré-determinados.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
As informações dos níveis superiores são divulgadas por níveis de pressão
selecionados, e serão utilizadas pelo aeronavegante segundo o seu plano de vôo.
Níveis de Pressão Níveis de Vôo 850 FL050
700 FL100 500 FL180
400 FL240 300 FL300 250 FL340 200 FL390
150 (quando solicitada) FL450 100 (quando solicitada) FL530
A direção do vento nos pontos selecionados é fornecida em graus
verdadeiros, indicada por uma barra, partindo do ponto considerado. A barra indica
"de onde o vento vem", isto é, a direção do vento, estimada em múltiplos de 10 graus.
Com respeito à velocidade, uma haste pequena indica 5 nós; uma grande, 10
nós; e uma bandeira cheia, 50 nós, repetidas conforme a combinação.
A temperatura nos pontos considerados é indicada em graus Celsius inteiros.
Se positiva, é acompanhada do sinal "+"; se negativa, nenhum sinal a acompanha.
Exemplo: +10 (dez graus Celsius positivos); 10 (dez graus Celsius negativos).
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Os mapas SIG WX e WIND ALOFT são elaborados para dar ao aeronavegante
uma visão global sobre as rotas de vôo. Portanto, deverão ser utilizados em conjunto
com as demais mensagens, a fim de obter-se o máximo de segurança para a missão.
22 CICLONES EXTRA-TROPICAIS
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
22.1 - FURACÕES
Um furacão é um intenso ciclone tropical de mesoscala com ventos máximos
constantes de 64 nós (119 km/h) ou mais que se forma sobre as águas quentes no
nordeste do Atlântico e do leste do Oceano Pacífico Norte. Esta mesma tempestade é
chamada de tufão na parte oeste do Pacífico Norte e simplesmente de ciclone na
Índia e na Austrália. Furacões possuem um diâmetro numa média de 600 km, mas eles
podem possuir diâmetros de 1500 km.
Em 1979, Tufão Tip na área de Guam registrou a maior pressão
baixa em um ciclone tropical de 870 mb.
Os ventos giram em sentido ciclônico (em direções anti-horária no Hemisfério
Sul e horária no Hemisfério Norte) para o centro de um furacão. O centro, chamado de
olho, caracteriza-se por uma pressão extremamente baixa, ventos leves e até uma
calma com céu claro e nuvens esparsas em vários níveis. Pressão atmosférica diminui
rapidamente para o centro. Velocidades de ventos, umidade e chuvas aumentam de
encontro ao centro e diminui repentinamente. Com uma forte corrente de ar
descendente, temperaturas no olho podem ser de 8° a 10° C mais do que na área
principal da tempestade. Uma parede do olho é um círculo de trovoadas intensas que
giram diretamente adjacentes a um olho e estende-se quase a 15 quilômetros acima
do nível do mar. As precipitações e ventos mais fortes ocorrem dentro de uma parede
do olho.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
A maioria de furacões forma-se entre as latitudes de 5°-20° sobre todos os
oceanos tropicais com exceção do Atlântico Sul e leste do Pacífico Sul. O Pacífico
Norte tem a maioria de ciclones tropicais com uma média anualmente de 20. Uns 30%
podem ocorrer em qualquer ano, com 20% perto do sudeste da Ásia, 70% perto do
Caribe e áreas próximas, e 10% no sudoeste nas águas do Pacífico e da Austrália.
Furacões transportam grandes quantidades de ar úmido e quente de latitudes baixas
para latitudes médias. É estimado que um furacão pode exportar 3,500,000,000
toneladas de ar em uma hora. O desenvolvimento de um furacão acarreta expulsões
de grandes quantidades de energia e a transferência de quantidades substanciais de
água cobrindo vários graus de latitude.
22.1.1 DESENVOLVIMENTO DE UM FURACÃO
Um furacão é composto de uma massa de trovoadas organizadas que são
mais importantes para a circulação da tempestade. Para ocorrer o desenvolvimento de
um furacão, é necessária a convergência de ventos na superfície. Furacões dependem
de calor latente liberado durante condensação de grandes quantidades de vapor
d'água. O calor latente liberado aquece o ar e supre flutuação para levantamento.
Um ciclone tropical é provável de ocorrer quando estes fatores existem
simultaneamente:
Uma forte presença da força de Coriólis (latitudes de 5° - 6°);
Uma superfície de água quente (pelo menos 27° C) numa área suficiente para
suprir o ar acima com grandes quantidades de vapor;
Uma atmosfera instável ou pressão baixa na superfície e freqüentemente um
anticiclone bem alto;
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Valores baixos de cisalhamento vertical de vento (cisalhamento produzido
pelo movimento de uma massa de ar ultrapassando uma outra)
Estas condições são mais prováveis de ocorrer sobre as áreas oceânicas
aonde a zona de convergência intertropical move 10° ou mais fora do Equador. A força
de Coriólis causa os objetos em movimento defletir para a direita no Hemisfério Norte e
para a esquerda no Hemisfério Sul. Esta força é responsável pela rotação de um
furacão e é muito fraca dentro de 5° do Equador. Valores altos de cisalhamento vertical
de vento podem impedir convecção e o desenvolvimento de um ciclone.
22.1.2 Estágios de Desenvolvimento
Um ciclone tropical pode durar de poucas horas até quase três semanas, mas
a maioria dura de 5-10 dias. O estágio inicial de um furacão é um distúrbio tropical com
uma leve circulação sem isóbaras fechadas ao redor de uma área de pressão baixa.
Distúrbios tropicais são comuns nos trópicos e consistem de um sistema organizado de
trovoadas com pancadas de chuva. Uma onda tropical é um cavado de baixa pressão
no fluxo de ventos alíseos movendo-se à oeste. Céu nublado e chuva ocorrem atrás do
eixo da onda. Ondas tropicais podem ser causadas pelo Complexos Convectivos de
Mesoscala na região equatorial da África Norte durante o verão do Hemisfério Norte.
Freqüentemente, elas evolvem em furacões que afetam as regiões do Caribe e
América do Norte.
Um distúrbio tropical ou uma onda tropical é elevado á depressão tropical
quando os ventos máximos constantes na superfície aumentam de pelos menos 37
km/h. Uma depressão tropical é um sistema de trovoadas fortes com uma circulação
definida, ventos máximos constantes de 62 km/h ou menos, e pelo menos uma isóbara
fechada que acompanha uma caída de pressão no centro da tempestade. Quando
os ventos na superfície são entre 63-118 km/h, o ciclone é chamado de uma
tempestade tropical. Esta mesma tempestade é mais organizada e se parece com um
furacão por causa da circulação intensificada. Durante este estágio, tempestades
tropicais recebem nomes (como Andrew, Dennis, Floyd, etc) que permanecem quando
elas envolvem-se em furacões.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Um diagrama dos movimentos principais do ar dentro e ao
redor de um furacão.
Assim que as pressões caem, uma tempestade tropical torna-se um furacão
quando os ventos excedem 119 km/h. Uma rotação pronunciada desenvolve-se ao
redor do centro de um furacão e bandos de chuvas giram ao redor do olho. Bandos de
chuvas são pancadas de chuvas convectivas separadas por áreas de ar descendente.
Existem às vezes intervalos entre estes bandos aonde chuvas não são observadas. Cada
bando normalmente produz períodos de chuvas mais longas e intensas do que as
anteriores da periferia do furacão até atingir o olho.
Ar ascende e condensa formando enormes trovoadas produzindo chuvas
fortes (até 25 centímetros por hora) na parede do olho. Perto dos topos das trovoadas, o
ar seco flutua para fora do centro. Este ar divergente no alto produz um afluxo anti-
ciclônico vários cem quilômetros do olho. Assim que o afluxo atinge o periferal da
tempestade, ele começa a descer e se aquecer, induzindo céu claro. Dentro das
trovoadas, da parede do olho e dos bandos de chuvas, o ar se aquece por causa das
grandes quantidades de calor latente liberado. Este produz pressões leves altas no alto
e inicia a descendência do ar no olho e entre cada bando. O ar descendente
esquenta por compressão e explica a ausência de trovoadas no centro da
tempestade.
22.1.3 Condições de Dissipação
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Um furacão intensifica-se e a pressão na superfície continua a cair quando o
afluxo de ar no alto é maior do que a influxo na superfície. Porque a pressão
atmosférica dentro do sistema é controlada significantemente pelo aquecimento do ar,
a intensidade da tempestade é limitada até um certo ponto. Os fatores controladores
são a temperatura da água e a liberação do calor latente. Conseqüentemente,
quando a tempestade é literalmente cheia de trovoadas, ela usará quase toda a
energia disponível, causando a estabilização da temperatura do ar e a pressão
atmosférica. Velocidades máximas de rajadas de ventos raramente excedem 370 km/h
por causa da limitação da intensidade de um furacão. Quando o ar na superfície
convergindo perto do centro excede o afluxo no alto, a pressão na superfície começa
a aumentar, e a tempestade cessa.
Furacões diminuem rapidamente quando eles tramitam sobre águas frias e
perdem a sua fonte de calor. Eles dissipam-se rapidamente sobre a terra porque a sua
fonte de ar úmido e quente é removida. Sem um adequado fornecimento de vapor
d'água, a condensação e a liberação do calor latente diminuem. Normalmente, a
terra é também mais fria do que oceano, e o ar nos níveis baixos são resfriados ao invés
de aquecido. Ventos diminuem em força (por causa da fricção adicionada pela
superfície da terra) e movem mais diretamente para o centro, causando a elevação da
pressão central.
Em sumário, furacões diminuem em intensidade quando:
1. Eles movem sobre águas oceânicas que não podem suprir ar tropical úmido e
quente;
2. Eles movem sobre terra;
3. A convergência na superfície excede a divergência no alto.
Um número substancial de depressões tropicais, não envolve em estágio ciclônico.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
22.1.4 Danos de Furacões
Embora que a quantidade de danos causados pelo furacão dependam de
vários fatores, incluindo o tamanho e densidade de população da área afetada e a
configuração litorânea, o fator principal é a força da tempestade. A Escala de Saffir-
Simpson foi desenvolvida para categorizar as intensidades relativas de furacões. A
previsão da severidade e danos de um furacão é normalmente representada em
termos nesta escala. Uma tempestade tropical recebe um número categórico quando
ela evolve em um furacão. A escala de Saffir-Simpson indica o potencial de destruição,
a pressão mínima e ventos máximos constantes de um furacão. Assim que a
tempestade intensifica ou diminui, o número categórico é reavaliado de acordo.
[Imagem: Escala de Saffir-Simpson (6K)]
O um na escala representa uma tempestade de severidade mínima, e a
cinco representa uma tempestade de maior severidade. Tempestades de categoria
cinco são raras. Furacão Mitch em 1998 foi uma tempestade de categoria cinco com
ventos constantes mais de 290 km/h. Mitch tornou-se o quarto mais forte furacão do
Atlântico e o mais forte furacão no oeste do Caribe depois do Furacão Gilbert em 1988.
Furacão Mitch parou fora da costa de Honduras a tarde de 27 de Outubro até a noite
de 29 de Outubro antes de mover-se lentamente sobre a terra. A tempestade continuou
depositando chuvas pesadas na América Central, causando enchentes e
deslizamentos responsáveis por mais de 11,000 fatalidades em Honduras e Nicarágua.
No dia três de Novembro, o restante do Mitch entrou no sul do Golfo de México e foi
rejuvenescido em uma tempestade tropical pelas águas quentes. Depois, Mitch
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atravessou o sul da Florida no dia cinco de Novembro e finalmente no mesmo dia mais
tarde tornou-se extratropical.
Danos de furacões podem ser avaliadas nas categorias de maré
meteorológica, ventos e enchentes por causa das chuvas torrenciais.
22.1.5 Marés Meteorológica
Uma maré meteorológica é um crescimento anormal de vários metros do
nível oceânico que inunda áreas baixas próximas à costa aonde o olho atravessa o
terreno. A maré meteorológica é particularmente destrutiva quando ela coincide com
marés altas normais. A região de pressão baixa dentro de um furacão permite a
elevação do nível oceânico. Uma queda de um milibar em pressão atmosférica produz
uma subida de um centímetro do nível oceânico. A combinação de águas altas e
ventos fortes de um furacão produz uma maré meteorológica que alcança a costa
como um trem de grandes ondas.
Diagrama de uma maré meteorológica superposta na maré alta normal.
Marés meteorológicas são as mais devastadoras nas zonas costeiras. Na
região delta de Bangladesh, as maiorias de terrenos são menos de 2 metros acima do
nível do mar. Uma maré meteorológica foi superposta na maré alta normal que
inundou uma área no dia 13 de Novembro de 1970, matando 200,000 pessoas. Em Maio
de 1991, um evento similar com ventos de 235 km/h e uma maré meteorológica de 7
metros matou 135,000 pessoas e destruiu bairros nas áreas costeiras no caminho do
ciclone. A potencia para a repetição deste tipo de desastre em Bangladesh é bem
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alta, porque muitas das pessoas residem ao longo de uma área mais baixa e próxima
da baía. Historicamente, esta região está no caminho freqüentemente tomadas pelos
ciclones.
22.1.6 Danos de Ventos
Danos causados pelos ventos de um furacão são os mais evidentes. A força
dos ventos é suficiente para causar destruição total em algumas estruturas. Os ventos
fortes podem criar uma barragem perigosa de escombros levantados no ar. Ventos de
furacões afetam uma área maior do que uma maré meteorológica e causa grandes
prejuízos econômicos. Furacão Andrew causou US$ 20 bilhões de dólares em danos no
sudeste de Florida e Louisiana nos Estados Unidos em Augusto de 1992.
Quando a furacão aproxima-se vindo do leste no Hemisfério Norte, os ventos
mais fortes são normalmente no lado norte. Os ventos que arrastam a tempestade
adicionam-se com os ventos no lado direito e subtraem-se com os ventos no lado
esquerdo. Um furacão movendo-se para o oeste no Hemisfério Norte à 20 km/h com
ventos constantes de 200 km/h contém ventos de 220 km/h no lado direito (norte) e
ventos de 180 km/h no lado esquerdo (sul). No Hemisfério Sul, estas diferenças são ao
contrário porque os ventos giram em sentido horário ao invés de anti-horário. Aqui, os
ventos mais fortes são normalmente no lado esquerdo.
Uma casa à beira mar destruída na Carolina do Norte pelo Furacão Floyd em Setembro de 1999
Furacões também produzem tornados que ocorrem em trovoadas embutidas
nos bandos de chuvas e na parede do olho. A topografia da superfície influencia as
trovoadas quando um furacão atinge a terra e começa a decair. Por causa da fricção,
os ventos na superfície morrem mais rápido do que os ventos no alto. Este produz um
forte cisalhamento vertical de vento que permite o desenvolvimento de tornados,
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especialmente no lado direito de um furacão no Hemisfério Norte (com respeito ao
movimento para frente) e no lado esquerdo no Hemisfério Sul.
Furacões que afetam os Estados Unidos tendem produzir tornados. Furacão
Carla em 1961 teve o recorde de 26 tornados até Furacão Beulah que produziu 115
tornados confirmados no Texas em 1967.
22.1.7 Danos de Enchentes
As chuvas torrenciais que acompanham a maioria de furacões podem causar
enchentes destrutivas. Considerando que os efeitos das marés meteorológicas e ventos
fortes são concentrados nas áreas costeiras, chuvas pesadas podem afetar localidades
centenas de quilômetros fora da costa por vários dias depois dos ventos da tempestade
terem diminuído em intensidade.
Um exemplo desta destruição foi Furacão Camile em 1969. Embora esta
tempestade seja a mais famosa por causa da maré meteorológica excepcional e a
devastação nas áreas costeiras, a maioria de fatalidades associadas à esta
tempestade ocorreu 2 dias depois de atingir a terra nas Blue Ridge Mountains de
Virginia nos EUA. Muitos locais nesta região experimentaram 25 centímetros de chuva e
enchentes severas matando mais de 150 pessoas.
22.1.8 Previsões de Furacões
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Muitas ferramentas diferentes fornecem os dados que são usados para
detectar e seguir furacões. Estas informações são usadas para desenvolver previsões e
emitir alertas e avisos, mas nem sempre é este o caso.
Antes da era dos satélites meteorológicos, era difícil advertir as populações no
caminho dos furacões quanto a sua aproximação. Um local somente poucos dias (cem
quilômetros) fora de um furacão pode experimentar céu claro com ausência de ventos.
No dia 18 de Setembro de 1900, um furacão em Galveston, Texas nos EUA,
matou 6000 pessoas nesta cidade e 2000 mais em outras localidades. A intensidade da
tempestade sem alerta surpreendeu a população e tornou-se o pior desastre natural na
história dos Estados Unidos.
No dia 18 de Setembro de 1826, um furacão aproximou-se de Miami, Florida. A
população estava preparada para os ventos fortes e a maré meteorológica. Miami
experimentou chuvas torrenciais, enchentes e ventos com rajadas mais de 160 km/h.
Mas de repente, o céu clareou e os ventos dissiparam-se. Pessoas saíram das casas
para inspecionar os danos e alguns até foram para seus empregos. Muitos dos jovens
foram a praia para aproveitar as grandes ondas. A calma durou menos de uma hora
quando as nuvens luminosas aproximaram-se rapidamente vindo do sul. As pessoas não
sabiam que estavam no olho da tempestade. Os ventos fortes retornaram e centenas
de pessoas morreram afogadas quando a Praia de Miami desapareceu embaixo da
maré elevada.
Felizmente, agora os perigos dos furacões são bem conhecidos. Sistemas de
alerta reduziram muito as fatalidades atribuídas aos furacões. As populações também
aumentaram ao longo das áreas costeiras, causando um aumento astronômico nos
danos de propriedades por causa dos furacões. Esta situação pode causar um desastre
maior porque a evacuação em grande número de pessoas pode requerer alerta com
mais tempo do que o disponível neste momento.
22.1.9 Satélites Meteorológicos
Porque os furacões formam-se em vastas regiões oceânicas tropicais e
subtropicais, observações convencionais são limitadas. Satélites são as ferramentas
principais para os dados meteorológicos necessários nestas áreas. Satélites podem
detectar e seguir tempestades antes do desenvolvimento da circulação ciclônica. As
imagens de satélites infravermelhas são muito proveitosas para determinar as regiões de
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precipitação dentro de um ciclone tropical. Todas as nuvens aparecem em branco em
uma imagem visível, mas em uma imagem infravermelha, nuvens altas e mais grossas
(fria), que podem produzir precipitação aparecem em branco, e nuvens baixas e mais
finas (quente), e que podem produzir somente garoa, aparecem mais escuras.
O Furacão Fran aproximando-se da Carolina do Norte nos Estados Unidos
em Setembro de 1996. Fran foi um furacão de categoria três.
GOES-8 é um satélite geo-estacionário posicionado numa longitude de 75°
oeste que monitora desenvolvimentos dos furacões do Atlântico Norte 24 horas ao dia.
O outro satélite geo-estacionário é GOES-9 posicionado numa longitude de 135° oeste
que monitora o Pacífico Norte.
Satélites são ferramentas remotas e não é raro encontrar erros de até dezenas
de quilômetros nas estimativas das velocidades de ventos e posições das tempestades.
Também não é possível determinar com precisão as distribuições de ventos na
superfície ou os detalhes nas estruturas características. Uma combinação de sistemas
de observação é necessária para prover os dados para as previsões e avisos exatos.
22.1.10 Reconhecimentos de Aeronaves
Reconhecimentos de aeronaves é uma outra fonte de informação mais
importante de furacões. Os primeiros vôos experimentais dentro de furacões foram nos
1940's. Agora, as aeronaves e as ferramentas usadas são mais sofisticadas. Estas
aeronaves podem voar diretamente dentro de uma tempestade e medir detalhes da
sua posição e condições do desenvolvimento. A transmissão dos dados pode ser
diretamente da aeronave no meio da tempestade para o centro de previsão aonde
dados de várias fontes são coletadas e analisadas.
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Um Lockheed-Martin WC-130 usado pelo Hurricane Hunters
dentro do Furacão Lenny em 1999.
Nos Estados Unidos, O Esquadrão 53° do Reconhecimento de Tempo de
Reserva da Força Aérea, também chamado de "Hurricane Hunters", continua voando
dentro de furacões e tempestades tropicais desde 1944. Quando em condições
favoráveis para o desenvolvimento do furacões são observados, pelo observações na
superfície ou satélites meteorológicos, O National Hurricane Center (Centro Nacional de
Furacões) em Miami, Flórida, alerta os Hurricanes Hunters. Eles devem determinar o local
exato, movimento, intensidade, e tamanho da tempestade e transmitir os dados para o
Centro Nacional de Furacões via satélite.
Assim que a tempestade aumenta em intensidade, as aeronaves voam mais
altas (1500-3000 metros) para coletar os dados mais significantes. Eles voam em um
padrão semelhante a um "X", atingindo cada extremidade da tempestade para traçar
os ventos destrutivos e passa pelo olho a cada duas horas.
Todos os dados recebidos pelo Centro Nacional de Furacões estão disponíveis
gratuitamente para os membros nacionais do World Meteorological Organization
(Organização Meteorológica Mundial).
22.1.11 Radar e Bóias de Dados
Radar é uma outra ferramenta de observações e estudos de furacões. Um
sistema de radar cobre o Golfo de México inteiro e as regiões costeiras do Atlântico por
causa dos furacões numerosos que afetam os Estados Unidos. Este sistema fornece a
cobertura contínua de tempestades tropicais dentro de 240 quilômetros da costa. Os
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detalhes revelados pelo radar ajudam a aperfeiçoar os alertas de furacões assim que
as tempestades aproximam-se da terra. Atualmente, sistemas de radar de Doppler
fornecem informações adicionais dos campos de ventos e contribuem para as
previsões de chuva e alertas de enchentes mais exatas. Radar de Doppler também
aperfeiçoa a detecção dos tornados produzidos por furacões.
Imagem de radar de Furacão Georges diretamente
sobre San Juan na Caribe no dia 22 de Setembro, 1998.
Bóias de dados são ferramentas remotas flutuantes posicionadas em locais
fixos ao longo do Golfo de México e a Costa Leste dos Estados Unidos. Dados fornecidos
por estas unidades tornaram-se uma parte segura e rotineira da análise do tempo e
também um elemento importante do sistema de alertas de furacões. As bóias são os
únicos meios de fazer medidas diretas quase contínuas das condições de superfície
sobre áreas do oceano.
22.1.12 Alertas e Avisos de Furacões
Meteorologistas atentaram prever os movimentos e intensidade de um
furacão usando dados das várias ferramentas de observação juntamente com modelos
de computadores sofisticados. O objetivo deles é emitir alerta e avisos pontualmente.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Um alerta de furacão é um anuncio destinado às áreas costeiras que o
furacão possa ameaçar dentro de 36 horas. Um aviso de furacão é emitido quando
existem a possibilidade de um furacão com ventos constantes de 119 km/h ou mais
numa área costeira dentro de 24 horas ou menos. Um aviso de furacão pode
permanecer em efeito quando águas altas perigosas e ondas excepcionalmente altas
continuam, mesmo que os ventos possam ser menos do que a força de um furacão.
Evacuação na Carolina do Norte, nos EUA em antecipação
do Furacão Floyd no dia 16 de Setembro, 1999.
Os fatores de importância especial no processo de decisões para alertas e
avisos são tempo suficiente para proteger a população, e em menor importância, para
proteger as propriedades. Também meteorologistas devem tentar evitar excesso de
avisos. Avisos emitidos 24 horas antes de um furacão atingir a terra cobre áreas numa
média de 560 quilômetros no comprimento. Normalmente, o caminho de danos de um
furacão abrange em volta de um terço (180 quilômetros) da área alertada, assim dois
terços (360 quilômetros) são "alertados em excesso" Estes excessos são caros e também
resultam em uma falta de credibilidade nos avisos. Por estas razões, a decisão para
emitir um aviso representa uma balança delicada entre a necessidade de proteger a
população e o desejo de minimizar o grau de excesso.
Embora que muitas melhorias nas ferramentas de observação e técnicas de
previsões tenham ocorrido recentemente, destruição de propriedades e o potencial de
fatalidades continuam crescendo. Previsões melhoram, mas não tão rápido quanto o
aumento das populações nas áreas sujeitas à furacões, resultando assim a necessidade
para mais tempo para preparação antes dos furacões.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
23 Tornados
Um tornado é uma coluna giratória e violenta de ar que se estende para
baixo de uma nuvem cumulonimbus. Tornados sempre começam com a nuvem em
forma de funil e é somente chamada de tornado quando toca a superfície da Terra. A
maioria dos tornados gira em sentido ciclônico quando observados de cima, mas
alguns foram vistos girando em sentido anti-ciclônico.
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Tornados podem forçar um garfo num poste
de pau e depenar uma galinha.
Os tornados são visíveis por causa da poeira e sujeira levantadas do solo e por
vapor d'água condensada. A pressão baixa dentro de um funil causa a expansão e
resfrio do ar, resultando na condensação do vapor d'água. A maioria de tornados tem
o diâmetro de 100 a 600 metros. Alguns são de poucos metros de largura e outros
excedem 1600 metros. Normalmente, os tornados que são formados adiante de uma
frente fria movem em velocidades de 20 a 40 nós. Muitos dos tornados duram somente
poucos segundos. Há casos de tornados que tramitam centenas de quilômetros e
existem por muitas horas. No dia 26 de Maio de 1917, um tornado nos Estados Unidos
durou 7 horas e fez um trajeto de 470 quilômetros atravessando partes dos estados de
Ilinois e Indiana.
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23.1 Variedades de Tornados
Um tornado de múltiplos vórtices contém dois ou mais pequenos e intensos
remoinhos, chamados vórtices de sucção, orbitando o centro da circulação maior do
tornado. Quando um tornado não contém mais poeira e sujeira, às vezes, estes vórtices
de sucção são espetacularmente visíveis. Estes vórtices podem formar-se e morrer
dentro de poucos segundos. Eles podem ocorrer em vários tamanhos de tornados.
Subvórtices causam a maioria de caminhos de danos extremosos, estreitos e curtos
associados com tornados. Tornados de múltiplos vórtices são responsáveis pela maioria
de contos jornalísticos antes do final do século 20 de vários tornados observados juntos
ao mesmo tempo.
Uma tromba d'água é um tornado que se forma ou passa sobre a água. O
funil é visível por causa das nuvens de vapor d'água condensada. Como os tornados,
as trombas d'água podem assumir muitas formas e freqüentemente ocorrem em séries
ou famílias. Uma das maiores e mais famosa tromba d'água foi observada por inúmeros
turistas e alguns cientistas próximo de Massachussettes nos EUA no dia 19 de Agosto de
1896, com uma altura estimada de 1,095 metros e 73 metros de largura na base.
Trombas d'água são mais freqüentes sobre águas tropicais e sub-tropicais mas tem
aparecido em áreas inesperadas, como os Grand Banks de Newfoundland no Canadá.
Uma poeira do diabo é um remoinho de pouca duração que se assemelha a
um tornado, porém geralmente menor e menos intenso. A maioria das poeiras do diabo
tem poucos metros em diâmetro não mais de 100 metros de altura e duram apenas
alguns minutos depois da sua formação. Elas formam-se com céu claro quando a
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superfície é consideravelmente mais quente do que o ar a poucos metros acima,
causando a situação instável. O ar quente na superfície eleva-se e coleta o ar próximo
ao solo para o remoinho em desenvolvimento. Os ventos giratórios carregam para cima
terras, poeiras, e outras sujeiras soltas que permitem ser visível a poeira do diabo. Poeiras
do diabo são freqüentes nas regiões áridas e geralmente elas não são destrutivas.
23.2 Desenvolvimento dos Tornados
Tornados tendem a formar-se com trovoadas severas que giram e requerem
uma atmosfera instável. Uma região de forte cisalhamento de vento (velocidades de
ventos mais rápidos e mudanças de direção de ventos com altitude) causa a corrente
de ar ascendente dentro de uma trovoada girar em sentido ciclônico. Este mesociclone
pode ter de 5-10 km de largura, se estendendo verticalmente e encolhendo-se
horizontalmente causando a ascensão rápida dos ventos que giram. Dentro de um
mesociclone, um vortex giratório pode aparecer no nível médio da nuvem e se estende
para a base da nuvem. O primeiro sinal do nascimento de um tornado numa trovoada
é a observação de nuvens giratórias na base da tempestade. Uma nuvem em forma de
parede forma-se quando as nuvens giratórias descem.
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Um diagrama de uma trovoada severa que produz
um tornado na área de mesociclone.
O ar move rápido de todas as direções para dentro de um vórtex de pressão
baixa. Este ar expande-se, resfria-se e suficientemente molhado ele condensa-se em
uma visível nuvem em forma de funil. O ar debaixo do funil é tragado pelo vortex e a
nuvem em forma de funil descende para a superfície. Sujeiras carregadas pelo tornado
dão uma aparência escura.
Às vezes o ar é tão seco que os ventos giratórios permanecem invisíveis até
atingir o solo e começam a carregar sujeiras. Infelizmente, pessoas erram em pensar
que estes "tornados invisíveis" são poeiras do diabo. Ocasionalmente, o funil não pode
ser visto por causa da chuva, nuvens de poeira, ou escuridão. Muitos tornados possuem
um barulho distinto que pode ser ouvido por muitas milhas até quando eles não são
bem visíveis. Este som parece ser mais alto quando o tornado toca o solo. Contudo,
nem todos os tornados produzem este barulho, e estas tempestades podem ser
assassinas silenciosas.
A maioria dos tornados, os mais fortes e violentos, tendem a formar-se na área
direita detrás de uma trovoada severa. Tornados mais fracos podem formar-se na área
principal de uma corrente de ar ascendente. Eles também podem formar-se ao longo
de uma frente de rajada, quando um fluxo de ar quente é empurrado para cima pela
corrente de ar descendente fresca. Embora tornados mais fortes e violentos tendem a
formar-se dentro de um mesociclone, porém, nem todos os mesociclones produzem
tornados.
23.3 Climatologia dos Tornados
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Tornados ocorrem em muitas partes do mundo, todavia as mais freqüentes e
violentos se encontram nos Estados Unidos, numa média de mais de 800 anualmente. A
maioria dos tornados ocorre no corredor de tornados das Planícies Centrais do centro
do Estado de Texas até Nebraska. Austrália vem em segundo lugar depois dos EUA.
Tornados também ocorrem na Inglaterra, Canadá, China, França, Alemanha, Holanda,
Hungria, Índia, Itália, Japão, Rússia, nas Bermudas e nas Ilhas de Fiji. Porém tornados não
estão restritos somente nestes países citados. Em 13 de Fevereiro de 1999, um tornado
causou danos em Osório, Rio Grande do Sul. Grandes árvores foram arrancadas e
edifícios destruídos, recentemente, em março de 2004, um tornado de pequena
intensidade, ocorreu no litoral sul de Santa Catarina, batizado de Catarina.
Catarina
As Planícies Centrais dos EUA são mais sujeitas aos tornados porque a
atmosfera favorece o desenvolvimento de trovoadas severas que produzem tornados.
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Aqui, especialmente na primavera, ar úmido e quente na superfície é abaixo do ar mais
frio e seco produzindo uma atmosfera instável. Grandes trovoadas capazes de produzir
tornados formam-se quando existe um forte cisalhamento vertical de vento e o ar na
superfície são empurrados para cima. Embora tornados ocorram a qualquer hora, eles
são mais freqüentes à tardinha entre 16:00 e 18:00 horas quando o ar na superfície é
mais instável.
Os tornados que causam mais fatalidades ocorrem em famílias quando os
tornados diferentes formam-se pela mesma trovoada. Algumas trovoadas produzem
seqüências de tornados no período de duas ou mais horas cobrindo distâncias de 100
quilômetros ou mais. Famílias de tornados normalmente formam-se ao longo de linhas
de instabilidade em erupções de tornados. As maiores fatalidades atribuídas aos
tornados ocorreram durante a super-erupção no dia 18 de Março de 1925 nos Estados
Unidos, quando 7 tornados viajaram 703 quilômetros sobre as partes de Missouri, Ilinois e
Indiana matando cerca de 695 pessoas.
23.4 Danos dos Tornados
Tornados destroem os instrumentos necessários para medir velocidades de
ventos e pressão dentro de tornados. Muitas das características de tornados são
desconhecidas, como também a pressão mínima dentro deles. A pressão dentro de um
tornado é tão baixa que causa explosões de prédios quando repentinamente a pressão
cai com a chegada de tornado. Podemos apenas estimar que esta pressão é 60%
abaixo do normal, ou seja, 600 hPa.
Os ventos fortes de um tornado podem destruir prédios, arrancar árvores, e
levantar todo tipo de objetos perigosos para a atmosfera. Tornados têm causado muitos
feitos extraordinários. Chuvas de sapos caíram das nuvens depois de terem sido
levantados pelos ventos de um tornado. Em uma ocasião, uma escola foi destruída e os
85 alunos da escola foram carregados a mais de 90 metros sem fatalidades.
A Escala de Intensidade de Fujita foi proposta por Dr. T. Theodore Fujita para
classificar os tornados de acordo com a velocidade de ventos de rotação e os danos
causados pelos tornados. Os tornados mais fracos com velocidades de ventos menos
de 116 km/h produzindo danos leves são classificados F0 e os tornados mais violentos
com velocidades de ventos de 419-510 km/h produzindo danos incríveis são
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classificados F5. Os tornados com velocidades de ventos de 511-610 km/h são
classificados F6 sendo improvável de acontecer. Estatísticas mostram que a maioria de
tornados é F0 e F1 e somente uma minoria são F5.
23.5 Previsão de Tornados
Porque trovoadas severas e tornados são fenômenos pequenos e de pouca
duração, torna-se muito difícil dar precisamente a sua previsão. Uma trovoada severa
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pode se estender de 15 a 40 quilômetros e existir por 6 horas, mas as distâncias entre
estações meteorológicas da superfície são próximas de 160 quilômetros. As distâncias
entre estações meteorológicas de altitude são quase de 320 quilômetros. Observações
são feitas geralmente a cada hora na superfície, mas somente em intervalos de 12
horas nas estações de altitude. O sistema atual de observação meteorológica limita os
meteorologistas indicarem a probabilidade de trovoadas e seus tornados em regiões
maiores do que as tempestades.
Poucas pessoas viram o interior de um tornado e viveram para contar a
estória. No dia 22 de Junho de 1928, um fazendeiro no Estado de Kansas correu com
sua família para um abrigo quando três tornados se aproximavam. Ele estava na porta
do abrigo e decidiu dar uma olhada em um tornado que passava. Ele olhou o centro
deste tornado e descreveu uma luminosidade com relâmpagos que ziguezagueavam
de um lado para o outro. Remoinhos pequenos formavam-se e dissipavam-se
constantemente próximos à base do vortex principal e geravam sons de gritos
estridentes. O vortex principal girava em sentido ciclônico, mas os remoinhos pequenos
giravam ao contrário. Esta pessoa viu o interior de um tornado de múltiplos vórtices e
viveu para contar a estória.
23.6 Alerta e Avisos de Tornados
Uma foto interessante diretamente debaixo de um
funil que girava em sentido anti-ciclônico
Um alerta de tornado é um anuncio da possibilidade que tornados podem
desenvolver em uma área designada durante um período especifico. O alerta é
geralmente anunciado uma hora antes de ser oficializado e cobre uma área de 65,000
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km2 por um período de 6 horas. Nos Estados Unidos, alertas de tornados são anunciados
no National Severe Storms Forecast Center (NSSFC) em Kansas City, Missouri.
Um aviso de tornado é um anúncio dos escritórios locais do National Weather
Service (NWS) nos Estados Unidos para avisar o público que um tornado foi observado
em uma área ou indicado pelo radar. Este aviso indica altas probabilidades do perigo
iminente. Avisos são anúncios para áreas menores dos alertas, geralmente cobrindo
partes de um condado ou condados. Para a maioria dos principais tornados, reduziu-se
substancialmente o número das fatalidades e dos ferimentos que poderiam ter
ocorrido. Alertas e avisos de tornados reduziram significantemente o número das
casualidades. Mortalidades e ferimentos sérios adicionais poderiam ser evitados se mais
pessoas tomassem precauções adequadas depois do alerta emitido.
23.7 Radar Doppler
O Radar convencional de tempo transmite curtos pulsos de energia
eletromagnética. Uma pequena fração de ondas emitida para fora, é dispersa por uma
tempestade e retornam ao radar. A força do sinal de retorno indica a intensidade da
chuva, e a diferença de tempo entre a transmissão e o sinal indicado da distância para
a tempestade. Para identificar tornados e trovoadas severas, meteorologistas devem ser
capazes de detectar os padrões de circulação característica associadas com eles.
Radar convencional não pode detectar estes padrões se não ocasionalmente quando
bandos espirais de chuvas ocorrem em associação com um tornado e mostrando um
eco em forma de gancho.
O Radar Doppler pode detectar a formação inicial e desenvolvimento de
uma mesociclone, um intenso sistema de ventos girando dentro de uma trovoada que
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freqüentemente precede o desenvolvimento de tornados. Quase todos os
mesociclones produzem granizos, ventos severos e tornados. Aqueles que produzem
tornados podem ser identificados por suas velocidades de ventos mais fortes e seus
repentinos gradientes de velocidades de ventos.
O Radar Doppler tem vantagens significantes sobre um sistema que usa radar
convencional para detectar tornados. Ainda que existam problemas operacionais, são
muitos os benefícios de radar Doppler. Como um instrumento de pesquisa, radar
Doppler não somente fornece dados na formação de tornados, mas ele também ajuda
os meteorologistas aprenderem mais sobre o desenvolvimento de trovoadas, a estrutura
e dinâmicas de furacões, e turbulência de ar. Porque o Radar Doppler mostra os
movimentos de ar dentro de uma tempestade, ele pode ajudar na identificação de
outras tormentas severas na atmosfera, como por exemplo, frentes de rajadas, micro-
explosões e cisalhamentos de vento.
24. El Niño e La Nina
No final do século XX, com o crescimento das informações meteorológicas
nos meios de comunicação, começou-se a falar muito no fenômeno El Niño. Mas afinal,
o que é o El Niño? Quais são suas conseqüências no Brasil e no mundo?
O próprio nome El Niño já é uma informação histórica. Normalmente, seus
efeitos acontecem durante os meses de dezembro/janeiro, por isso o nome El Niño (o
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menino, em espanhol), devido à proximidade do Natal e do nascimento do menino
Jesus.
O fenômeno El Niño é basicamente um aquecimento anormal das águas do
Oceano Pacífico tropical. O grande problema está nas conseqüências deste
aquecimento para o planeta. Sua interferência na circulação atmosférica de toda a
Terra provoca mudanças nas condições climáticas de várias regiões, como aumento
de chuva em alguns lugares e seca em outros.
Se voltarmos para o aspecto histórico, os navegadores da região já sentiam
seus efeitos no século XVI. Relatos do conquistador espanhol Francisco Pizarro, por volta
de 1525, já mostravam que um fenômeno semelhante acontecia. Uma explicação mais
clara e correta sobre o funcionamento do El Niño só veio aparecer em 1969.
Ele normalmente acontece em um período de 2 a 7 anos e tem uma duração
típica de 12 a 18 meses. O acompanhamento do fenômeno El Niño pelos
pesquisadores, mostra que ele se inicia no começo do ano, atinge sua máxima
intensidade (aquecimento da águas) durante dezembro daquele ano e janeiro do
próximo, enfraquecendo na metade do segundo ano. Mas como o aquecimento das
águas superficiais do Pacífico pode modificar a chuva no Brasil ou mesmo provocar
seca no continente africano? Isso acontece por que a Terra, através da circulação dos
ventos, tenta equilibrar a temperatura e a chuva nos continentes e nos mares. Esta
circulação, chamada de células de grande escala pelos meteorologistas, é
responsável por todo o clima na Terra e é quem transporta calor e umidade de uma
região para outra. Em outras palavras, as células retiram a umidade de algumas
regiões, como exemplo, oceanos e florestas e provocam chuva em outras.
Quando uma grande superfície do planeta sofre uma mudança em sua
temperatura, que no caso do El Niño é a superfície do Oceano Pacífico tropical,
acontece uma alteração de intensidade e direção na circulação destas células,
modificando as regiões em que normalmente chove ou que sofrem mais com a seca.
Na figura 1, vemos um esquema para explicar como as células de grande escala se
movimentam no fenômeno El Niño e como ela provoca aumento de chuva na costa
do Peru e seca em algumas regiões do Brasil.
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Circulação de grande escala na região equatorial durante o fenômeno El Nino:
Basicamente, se estamos no braço da célula descendente, isto é, na parte da
circulação que desce da atmosfera para a superfície da Terra, temos uma região sem
nuvens, por isso sofre com a seca. Neste caso, as regiões Norte e Nordeste do Brasil são
bastante afetadas. Já se estamos na parte da circulação que sobe da superfície da
Terra para a atmosfera, temos uma região de formação de nuvens, por isso chove
acima da média, provocando inundações.
Na prática, as células de grande escala atuam em todas as regiões do planeta,
por isso a modificação da temperatura da superfície no Oceano Pacífico provoca
mudanças no clima em diferentes regiões da Terra. Dependendo da intensidade do
fenômeno El Niño e da época do ano, estas mudanças são mais ou menos intensas. Na
figura, temos a distribuição global dos efeitos do El Niño em algumas regiões do planeta
para duas épocas do ano. Uma para junho-agosto e outra para dezembro-fevereiro.
No Brasil, as pesquisas e o monitoramento do El Niño indicam que três regiões são
afetadas pelas mudanças na circulação atmosférica: o semi-árido do Nordeste, o norte
e o leste da Amazônia e o sul do Brasil. A Região Sul do Brasil é afetada pelo aumento
de chuva. O norte e o leste da Amazônia e o Nordeste sofrem pela diminuição da
chuva. O Sudeste do Brasil apresenta temperaturas mais altas, tornando o inverno mais
ameno. Já para as demais regiões do país os efeitos são considerados mais fracos.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Em contrapartida, no mundo os efeitos do El Niño são bastante significativos
em algumas regiões. Acontecem grandes secas na Índia, na Austrália, Indonésia e
África decorrentes do fenômeno, assim como algumas enchentes no Peru, Equador e
no meio oeste dos Estados Unidos. Em algumas áreas, observam-se temperaturas mais
elevadas que o normal, enquanto em outras ocorrem frio e neve em excesso. As
conseqüências associadas ao fenômeno El Niño são desastrosas e provocam sérios
prejuízos sócio-econômicos e ambientais.
Apesar de todas as pesquisas e esforços dos estudiosos em entender como e
porque o fenômeno El Niño acontece e qual a sua origem, atualmente não há uma
conclusão definitiva que mostre porque acontece o aquecimento das águas
superficiais do Oceano Pacífico. O que se consegue entender são os seus efeitos na
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atmosfera e as mudanças no clima, mas uma resposta definitiva, ainda esta longe de
se conseguir.
As condições que indicam a presença do Fenômeno El Niño são o
enfraquecimento dos ventos alísios e o aumento da Temperatura da Superfície do Mar
(TSM) no Oceano Pacífico Equatorial Leste. Como conseqüência, ocorre uma
diminuição das águas mais frias que afloram próximo à costa oeste da América do Sul.
Em condições normais, observam-se águas superficiais relativamente mais
frias, no Pacífico Equatorial Leste, junto à costa oeste da América do Sul, e
relativamente mais aquecidas no Pacífico Equatorial Oeste, próximo à costa australiana
e região da Indonésia. Os ventos alísios sopram de leste para oeste favorecendo a
ressurgência próximo à costa oeste da América do Sul.
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As condições que indicam a presença do Fenômeno La Niña estão associadas à
intensificação dos ventos alísios e ao declínio da Temperatura da Superfície do Mar (TSM) no
Pacífico Equatorial Leste. As águas adjacentes à costa oeste da América do Sul tornam-se
ainda mais frias devido à intensificação do movimento de ressurgência.
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25. Como se Forma a Aurora ?
Nas altas latitudes, ocorrem às vezes no céu espetáculos fantásticos que são
denominados de Aurora Boreal, no hemisfério norte e Aurora Austral no hemisfério sul.
Essas auroras são produzidas quando partículas eletricamente carregadas provenientes
do Sol colidem com átomos e moléculas da ionosfera, a uma altitude de 80 a 500
quilômetros, levando-os a emitir luz.
Esses prótons e elétrons solares afluem para a Terra transportado pelo vento
solar, uma poderosa rajada de partículas que parte do Sol a 2 milhões de quilômetros
por hora. O vento solar também carrega parte do campo magnético do Sol, que
interage com a magnetosfera terrestre e permite que as partículas mergulhem em
direção à Terra ao longo de linhas de força magnética próximas aos pólos. A pressão
do vento solar comprime o campo magnético terrestre na face diurna para uma
distância aproximada de 650 mil quilômetros da superfície. Na face noturna, o vento
solar estende a Magnetosfera cem vezes mais longe. O campo magnético solar se liga
ao campo magnético da Terra na borda da magnetosfera na face noturna, e as
partículas de vento solar seguem as linhas de força magnética em direção aos pólos.
Os prótons do vento solar têm carga elétrica positiva e os elétrons, carga
negativa. A diferença de cargas leva-os em direções opostas. O fluxo de partículas cria
pólos de cargas opostas, criando, na verdade, um imenso gerador elétrico. A corrente
percorre as elipses aurorais na magnetosfera, acima dos pólos do planeta, num
fenômeno conhecido como corrente de campo alinhado. A quantidade total de
eletricidade criada no “gerador de auroras” é superior a 1 trilhão de watts.
Os elétrons da corrente de campo alinhado descrevem uma espiral em torno
das linhas de força magnética da Terra ao penetrarem na atmosfera. Ali, ao colidir com
átomos e moléculas, faz com que emitam luz. Os elétrons que chegam têm sua
velocidade reduzida pela colisão e emitem raios X, enquanto os elétrons provenientes
dos gases excitados liberam mais elétrons ainda, em uma reação em cadeia de
colisões. Os átomos de oxigênio assim excitados emitem uma luz verde e as moléculas
de nitrogênio produzem uma coloração rosada.
26. Poluição do Ar
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A poluição é caracterizada pelas alterações na composição e nas
propriedades do ar, tornando-o nocivo, impróprio ou ainda inconveniente à saúde
humana, à vida animal e também aos vegetais.
Durante muito tempo, a humanidade viveu num equilíbrio harmônico com a
natureza, devido à baixa densidade demográfica e ao caráter empírico das atividades
desenvolvidas. No entanto, com o aumento vertiginoso da população, especialmente
nas últimas décadas, o que levou a uma ocupação desordenada da superfície da
Terra, aliada à explosão econômica e ao grande avanço industrial e tecnológico,
ocorreu um grande desequilibro na biosfera.
O ar é um dos elementos do ecossistema que tem sofrido grandes ataques de
poluentes oriundos das atividades do homem, principalmente nas aglomerações
urbanas. Assim enormes conflitos contra a natureza têm se verificado ao longo dos
últimos anos, atingindo fortemente o ar que respiramos.
Atualmente, a poluição do ar é talvez o problema mais preocupante que
deve ser resolvido ou, ao menos, amenizado com urgência, para que se possa
continuar com uma razoável qualidade de vida na Terra.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
A poluição do ar pode ser de várias origens. Assim, tem-se a poluição tóxica
causada por gases que apresentam toxicidade, como o dióxido de enxofre, oriundo
principalmente dos vulcões; o óxido de nitrogênio, resultante da queima de
combustíveis energéticos a altas temperaturas; o monóxido de carbono, oriundo dos
veículos automotores, e outros gases em menor escala, mas igualmente tóxicos.
Também s emissões de partículas liberadas pelas queimas de qualquer natureza
contribuem para a alteração da composição do ar, entre as quais destacam-se as
poeiras, a fumaça e o vapor d’água emitido pelas chaminés, e as fuligens, resultantes
da deficiente combustão da lenha, carvão ou gás, que são eliminados pelos
complexos industriais.
Da trituração das rochas, especialmente as fosfáticas, para a produção de
fertilizantes, é eliminado o flúor, que é muito tóxico, quando em altas concentrações.
Muitos desses elementos ou a combinação de alguns deles causam doenças como a
bronquite, asma e irritações no aparelho respiratório das pessoas, razão, pela qual, em
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regiões que existem intensas poluições aéreas, a população é mais susceptível a esses
tipos de enfermidades.
Várias são as fontes de poluição do ar. Entre elas, destacam-se:
- Os grandes empreendimentos industriais que, embora aplicando eficientes
medidas preventivas, ainda causam intensa poluição na atmosfera. Nesse aspecto, é
importante observar que os complexos industriais normalmente têm localização
pontual, o que permite um controle adequado;
- As residências e as pequenas indústrias que usam lenha ou carvão para suas
atividades, ao emitirem fumaça, poeiras e óxido de enxofre;
- A circulação de milhares de veículos automotores nas cidades de todo o
mundo, liberando grandes volumes d monóxido de carbono, chumbo, partículas
sólidas, óxido de nitrogênio e outros;
- A prática permanente de queimadas de florestas e campos, resíduos
agrícolas e os incêndios em geral, além de contribuírem para a diminuição da
fertilidade do solo, causam grande poluição do ar;
- A utilização do clorofluorcarbono através de sprays, refrigeradores e
aparelhos de ar condicionado ajuda fortemente na poluição, atingindo principalmente
a camada de ozônio na atmosfera.
26.1. Conseqüências da poluição do ar
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
As alterações que ocorrem na composição do ar resultam sempre em
poluição, a qual pode causar conseqüências que variam de acordo com a intensidade
de elementos poluentes contidos na atmosfera.
As conseqüências da poluição do ar vêm sempre acompanhadas de efeitos
diretamente ligados à saúde humana, dos animais e também dos vegetais, sendo
classificados em estéticos, irritantes e tóxicos. Um único poluente pode provocar mais
de um efeito. Assim, um elemento, de acordo com a sua estabilidade, pode ser irritante
e tóxico ao mesmo tempo.
Os efeitos estéticos são aqueles causados pela presença de vapores,
fumaças, poeiras e aerossóis, provocados pela ação antrópica, e que, muitas vezes,
causam odores desagradáveis, como é o caso do lixo, esgotos e das águas poluídas,
que liberam o gás sulfídrico ou sulfeto de nitrogênio, com forte odor.
Já os efeitos irritantes manifestam-se diretamente nos olhos, na garganta e nos
brônquios, com gravidade maior nas crianças e nas pessoas idosas ou naquelas que
apresentam problemas pulmonares, como alergias, bronquites, asma ou outro tipo de
afecção. Esses sintomas irritantes são causados pelo formol emitido na queima de
madeira seca ou verde e pelas poeiras e aerossóis que estão em suspensão no ar.
Os efeitos tóxicos são provocados pela presença, principalmente, do gás
carbônico, que acaba sendo absorvido em grande escala, juntamente com o
oxigênio.
Uma grande gama de elementos estranhos ao ar, quando absorvida através
da respiração, causa , sintomas distintos, conforme a origem e a quantidade dos
mesmos. Esses sintomas podem ser: dores de cabeça, desconforto, cansaço,
palpitações no coração, vertigens, diminuição dos reflexos, irritação nos olhos, nariz,
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garganta e pulmões, asma aguda e crônica, bronquite e enfisemas, câncer, destruição
de enzimas e proteínas, degeneração do sistema nervoso central e doenças dos ossos.
A poluição, além de prejudicar a saúde humana, modifica sensivelmente a
atmosfera, alterando a sua composição, e ainda absorve parte dos raios solares, que
deveriam incidir sobre a Terra e auxiliar nas atividades biológicas dos ecossistemas.
Os organismos aeróbicos realizam sua respiração pelo consumo do oxigênio e
da devolução do gás carbônico para a atmosfera, através de uma reação de
oxidação, realizando o caminho inverso da fotossíntese.
26.2. Camada de Ozônio
"Estamos frente ao maior perigo que a humanidade já enfrentou." Essas palavras foram proferidas pelo Dr. Mostafa Toba, diretor-executivo do
Programa das Nações Unidas Para o Meio Ambiente.
O Sol e as estrelas produzem vários tipos de radiação nocivos aos seres vivos -
incluindo a ultravioleta, uma forma invisível de radiação que se situa, no espectro
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eletromagnético, entre a luz violeta e os raios X. A atmosfera terrestre evita que a maior
parte das radiações nocivas chegue a superfície do planeta. É a camada de ozônio,
principalmente, que absorve os curtos comprimentos de onda ultravioleta produzidos
pelo Sol, impedindo que atinjam a Terra. A camada de ozônio é uma delgada faixa
atmosférica na qual a luz ultravioleta solar ultravioleta reage com as moléculas de
oxigênio para criar o gás ozônio.. No entanto, sem esse pequeno componente da
atmosfera, os humanos estariam expostos a mais casos de câncer de pele e cegueira,
as plantas murchariam quando a radiação decompusesse as moléculas orgânicas. Na
verdade, sem a camada de ozônio provavelmente não poderia existir vida sobre a
Terra.
Embora a produção máxima de ozônio ocorra a uma altitude de 30
quilômetros, acima da região equatorial, as concentrações máximas são observadas
sobre as regiões polares, a 18 quilômetros de altitude. O ozônio é transportado para a
estratosfera por correntes atmosféricas que se deslocam para o alto a partir da
troposfera; essas correntes são geradas pelo contraste entre as temperaturas oceânicas
e a s massas terrestres, e pelas variações topográficas.
O Sol emite três tipos de luz ultravioleta, classificados como UV-A, UV-B e UV-C.
O tipo mais nocivo é o UV-B, que significa "radiação biologicamente ativa" que é
absorvido pela camada de ozônio. A UV-B provoca queimaduras solares e pode causar
câncer de pele, inclusive o melanoma maligno., freqüentemente fatal. A Agência
Norte-Americana de Proteção ambiental estima que 1% da redução da camada de
ozônio provocaria um aumento de 5% no número de pessoas que contraem câncer de
pele. Segundo a Fundação de Câncer de Pele, enquanto em 1930 a probabilidade de
crianças americanas terem melanoma era de um para 1.500, em 1990 essa chance era
de uma para 135.
Em 1995 já se observava um aumento nos casos de câncer de pele e
catarata em regiões do hemisfério sul, como a Austrália, Nova Zelândia, África do Sul e
Patagônia. Em Queensland, no nordeste da Austrália, mais de 75% dos cidadãos acima
de 65 anos apresentam alguma forma de câncer de pele; o local obriga as crianças a
usarem chapéus e cachecóis quando vão à escola, para se protegerem das radiações
ultravioletas. O Ministério da Saúde do Chile informou que desde o aparecimento do
buraco na camada de ozônio sobre o pólo Sul, os casos de câncer de pele no Chile
cresceram 133%; atualmente o governo faz campanhas para a população utilizar
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
cremes protetores para a pele e não ficar exposta ao sol durante as horas mais críticas
do dia.
O ozônio é produzido principalmente acima do equador, onde a luz solar é
mais intensa. A luz UV fraciona as moléculas de oxigênio (O2) em átomos livres (O). tais
átomos se fixam a moléculas de oxigênio não-decompostas e produzem o ozônio (O3),
formado por três átomos de oxigênio, e absorve os nocivos raios UV. Tal absorção leva a
uma decomposição do ozônio, com a liberação de átomos (O) e moléculas (O2) de
oxigênio para que o processo se repita. Portanto, a formação e a destruição do ozônio
ocorrem em um ritmo constante.
Em meados dos anos 80, os cientistas ficaram alarmados ao descobrir que o
ozônio atmosférico na região do Pólo Sul fora sensivelmente reduzido. O ozônio, uma
forma triatômica de oxigênio, pode ter um papel nocivo na poluição quando próximo
ao solo; na estratosfera, porém, forma uma barreira importante contra os raios solares
ultravioletas nocivos. Dados de satélites revelaram a formação de bolsões pobres em
ozônio, ou buracos, acima da Antártida, em setembro e outubro, durante a primavera
meridional. Os cientistas imaginaram que os clorofluorcarbonos (CFCs), gases químicos
liberados como poluentes, estavam destruindo essa camada de ozônio. A descoberta
dos buracos na camada de ozônio sobre a Antártida levou a uma proibição mundial
da produção de CFCs, cujo efeito se manifestará no início deste novo século.
A luz solar da primavera destrói o ozônio acima da Antártida, à medida que
decompõe o ácido hipocloroso formado no inverno. Há uma liberação de cloro, que
reage, para destruir o ozônio. Dessa maneira, a cada primavera se formam sobre a
Antártida buracos com níveis extremamente baixos de ozônio. Buracos semelhantes
podem vir a se formar sobre o populoso hemisfério norte, se a poluição por CFCs
prosseguir.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
Este mapa mostra a concentração de ozônio na atmosfera em 1995.
o buraco na camada de ozônio está no centro, representado
pelas cores azul claro, azul escuro e cor-de-rosa.
CONCLUSÃO
O "buraco" na camada de ozônio não é na realidade um buraco, e sim uma
região que contém uma concentração baixa de ozônio. Esse termo tecnicamente
incorreto dá uma idéia sobre a dimensão e gravidade da situação.
Existe ainda a hipótese segundo a qual a destruição da camada de ozônio pode
causar desequilíbrio no clima, resultando no efeito estufa, o que causaria o
descongelamento das geleiras polares e a conseqüente inundação de muitos territórios
que atualmente se encontram em condições de habitação.
A educação ambiental pode ajudar as pessoas a entender como o seu consumo pode
contribuir para a destruição da camada de ozônio. Assuntos como estes,
aparentemente distantes, têm tudo a ver com a preservação da vida na Terra.
26.3 Chuva Ácida
Mesmo sem poluição, o monóxido de carbono que existe naturalmente no ar
torna a chuva um pouco ácida. Nos últimos anos, porém, a poluição atmosférica
acentuou a acidez da chuva e da neve a tal ponto que as precipitações se
converteram em ameaça mortal para numerosos organismos, de peixes a florestas.
Ao queimar combustíveis fósseis, os automóveis e as indústrias liberam na
atmosfera poluentes como os óxidos sulfúricos e o nitrogênio, compostos halógenos e
uma variedade de hidrocarbonetos. Tais componentes reagem com a umidade do ar e
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criam substâncias altamente ácidas, como o ácido sulfúrico, o ácido nítrico e o ácido
muriático. As gotas de chuva e os flocos de neve, por sua vez, levam esses ácidos para
os rios, lagos e florestas, tornando o solo e a água inóspitos para a vida.
O consumo mundial de combustíveis fósseis quadruplicou nestes últimos trinta
anos e continua a aumentar. Os subprodutos da combustão desses materiais nas
indústrias e nos automóveis combinam-se com a umidade e o oxigênio da atmosfera,
formam os ácidos nítrico e sulfúrico. Quando dissolvidos na chuva, esses ácidos caem
no solo, prejudicando as florestas, as colheitas e os organismos de água doce.
Este é um fenômeno que se agravou muito com o aumento da
industrialização, principalmente pela queima do carvão nas indústrias. Tem uma
relação direta com a poluição do ar, aparecendo em maior intensidade nos países
com maior índice industrial. No Brasil, esse fenômeno ocorre com maior volume nas
regiões onde estão estabelecidos complexos industriais que utilizam, para gerar energia,
combustíveis fósseis ou madeira, sendo também muito expressivo nas grandes capitais,
onde o número de veículos automotores é elevado.
A chuva ácida é resultante da reação química que ocorre entre os
compostos de enxofre, nitrogênio e outros, liberados pela queima dos combustíveis
fósseis e pelo vapor d'água da atmosfera, na presença da energia solar, resultando em
ácido sulfúrico e ácido nítrico, que se precipitam em fórmula de partículas de chuva, e
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cuja acidez varia com a concentração e o local, sendo considerada ácida quando o
pH for inferior a 5,0.
Essa chuva, quando freqüente, é responsável pela corrosão dos metais,
alterações nas cores das pinturas de paredes de casas e edifícios, desgaste de pedras,
estátuas, qualidade das águas, acidificação do solo, prejudicando também, as plantas
e animais, bem como a vida dos rios e florestas.
Os efeitos deste tipo de fenômeno não ocorrem somente junto às áreas de
emissões, mas também, locais distantes, uma vez que sua dispersão ocorre através dos
ventos. Por isso, não pode ser considerada de maneira pontual, devendo ser estudada
em grandes regiões, principalmente naquelas para onde as correntes de ventos
dominantes conduzem a chuva ácida.
O consumo de água acidificada por longos períodos, pode causar doenças
como o mal de Parkinson, mal de Alzheimer, hipertensão e problemas renais. Em
crianças, existe grande possibilidade de atacar o sistema nervoso central.
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
27. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
NOVAES Patriota, J. D. Meteorologia Aeronáutica, Curitiba, 1988.
BLAIR, T. A. Meteorologia. Artes Gráficas Gomes de Souza S. A. Rio de Janeiro. 1964.
SOUZA, W. B. Meteorologia - Piloto Privado Avião, IAC, Rio de Janeiro. 1976.
BRASIL, Manual de Códigos Meteorológicos. Comando da Aeronáutica - Diretoria de
Eletrônica e Proteção ao Vôo (DEPV), Rio de Janeiro.1996.
BRASIL, Manual de Operações de Centros Meteorológicos. Comando da Aeronáutica -
Diretoria de Eletrônica e Proteção ao Vôo (DEPV), Rio de Janeiro. 1996.
BRASIL,Operação de Estações Meteorológicas de Superfície. Comando da Aeronáutica
- Diretoria de Eletrônica e Proteção ao Vôo (DEPV), Rio de Janeiro. 2002.
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de Janeiro. 1974.
DANIELS P, Fallow A. & Kinney K., Ciência & Natureza: Tempo & Clima – Time/Life –
Editora Abril Coleções Ltda. Rio de Janeiro. 1996.
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SCHUMACHER, M.V. & HOPPE, J.M., A Floresta e o Ar. Porto Alegre: Palloti, 2000.
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www.nhc.noaa.gov
18 de julho de 2006 6. Meteorologia Aeronáutica
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