Meteorologia
Sinótica II
Carine
Malagolini Gama 7599703
Fábio
Alves Gomes Luengo 7599710
Introdução
As nuvens são um agregado de gotículas de água ou cristais de gelo, ou ambos, que se formam em torno de núcleos microscópicos na atmosfera e permanecem nesta.
As nuvens são causadas pelo arrefecimento do ar até a condensação da água, devido à subida e expansão do ar. Para que uma nuvem se forme é necessário um resfriamento do ar, do vapor d'água em suspensão e dos núcleos de condensação.
As nuvens são causadas pelo arrefecimento do ar até a condensação da água, devido à subida e expansão do ar. Para que uma nuvem se forme é necessário um resfriamento do ar, do vapor d'água em suspensão e dos núcleos de condensação.
Quando
uma parcela de ar sobe para níveis onde a pressão atmosférica é
cada vez menor, o volume de ar se expande. Sendo assim, o sistema
requer energia que é absorvido do calor da parcela, e, por isso, a
temperatura diminui. Este fenômeno é conhecido por resfriamento
adiabático. A condensação e congelamento ocorrem em torno de
núcleos apropriados, processos que resultam ao arrefecimento
adiabático, ou seja, ocasionam em ar ascendente.
Processos
como convecção, convergência, elevação topográfica e/ou
levantamento frontal são os formadores de nuvens.
A
convecção se dá através de uma transferência de calor da
superfície para a atmosfera (fluxo de calor latente). Se a camada
superior da atmosfera for pouco instável, o crescimento vertical
será restrito e formará cumulus
de bom tempo ou stratocumulus.
Se a camada for mais instável, nuvens como cumulunimbus podem ser
geradas e ocasionar chuvas.
Já
a convergência tende a resultar na formação de nuvens do tipo
cirrostratus,
pois
o movimento ascendente de ar é mais fraco do que o associado à
convecção e por isso as nuvens que se formam são geralmente menos
desenvolvidas verticalmente do que as geradas por convecção.
Quando
os ventos horizontais encontram uma barreira orográfica, o ar tende
a subir. O tipo exato de nuvem depende da altura do obstáculo
topográfico, da umidade e estabilidade do ar, podendo formar
stratocumulus
ou altocumulus,
dependendo da condição atmosférica.
Frentes
frias e quentes também são formadores de nuvens. Na frente fria, o
ar frio eleva o ar quente à sua frente e este vai esfriando à
medida que é obrigado a subir. Desde que seja suficientemente úmido,
o ar quente condensa formando cumulus
e depois cumulunimbus.
Entretanto, a frente quente, onde o ar quente é menos denso que o ar
frio, fazendo a massa de ar quente "subir" sobre a de ar
frio, gerando cirrus
e cirrustratu.
Classificação
das Nuvens
Até
o inicio do século XIX, as nuvens não eram classificadas nem
identificadas. O naturalista francês Lamarck (1744 - 1829) propôs o
primeiro sistema de identificação de nuvens em 1802, entretanto, o
trabalho não foi aceito nem aprofundado. No ano seguinte, Luke
Howard, britânico, desenvolveu um sistema aceitável de
classificação das nuvens baseada em sua formação e altura,
utilizado até os adias atuais, apesar de diversos outros modelos
terem sido propostos.
Através
de palavras do latim, nomeou-se as nuvens em: stratus
(do latim, "camada"); cumulus
(do latim, "montante de nuvens"); cirrus
("cabelo fino") e as nuvens de chuva nimbus
(“chuva”).
Sendo esses os quatro sistemas básicos de nuvens, que combinados,
chegam aos dez principais tipos de nuvem. Cada um dos grupos é
identificado pela altura da base da nuvem acima da superfície:
nuvens baixas, nuvens médias e nuvens altas. Há ainda as nuvens de
desenvolvimento vertical (Cb e Cu).
A
altura aproximada de cada grupo de nuvem é dada na tabela 1. Nota-se
que a altitude das nuvens varia com a latitude da região. Em regiões
tropicais por exemplo, a temperatura do ar é alta demais para
congelar a água líquida em 3 km, como acontece nos polos; por isso,
só começa a congelar em aproximadamente de 6 km de altura.
Grupo
de nuvem
|
Região
Tropical
|
Latitudes
Médias
|
Região
Polar
|
Altas:
Ci, Cs, Cc
|
6
- 18 km
|
5
- 13 km
|
3
- 8 km
|
Médias:
As, Ac
|
2
- 8 km
|
2
- 7 km
|
2
- 4 km
|
Baixas:
St, Sc,Ns
|
0
- 2 km
|
0
- 2 km
|
0
- 2 km
|
Identificação
das nuvens
Nuvens Altas: em latitudes médias e
baixas, encontram-se em cerca de 6 km. Devido ao ar ser um pouco frio
e seco, nuvens altas são compostas exclusivamente de cristais de
gelo. Normalmente possuem aspecto fibroso e esplumado, sendo brancas
na maioria das vezes, são elas: cirrus
(Ci), cirrocumulus (Cc)
e cirrostratus
(Cs).
A mais comum, cirrus
(Ci), são
nuvens separadas com filamentos brancos delicados, finas e
normalmente se movem no céu de oeste para leste, indicando o vento
predominante em altos níveis. Aparecem em dias de temperatura
agradável e indicam possível chegada de frente fria nos dias que a
seguem.
Nuvens
Médias: com base entre 2 e 7 km de altura, as nuvens médias são
compostas principalmente de gotas d'água, podendo haver partículas
de gelo. Os altocumulus
(Ac) apresentam-se como um manto de massa pequenas e arredondadas,
frequentes em manhãs quentes e úmidos de verão, anunciando
tempestades durante a tarde.
Os
altostratus
(As) são um manto nebuloso cinzento, com aparência bastante
uniforme cobrindo o céu por um todo em largas extensões. São
compostas de cristais de gelo e gotículas de água.
Nuvens
baixas: com altura até 2 km em todas as latitudes, são compostas
somente de gotas d'água. Fazem parte do grupo: nimbostratus
(Ns), stratocumulus
(Sc) e stratus
(St). Os stratus são camadas acinzentadas com a base uniforme, os
nimbostratus
geram precipitação, já as nuvens
stratocumulus
contém
massas arredondadas, mas não causam chuva.
Há ainda uma quarta
classificação, a das nuvens com desenvolvimento vertical. Familiar
à todos, as conhecidas cumulus
(Cu) que formam uma variedade de formatos, muitas vezes comparados à
algodão. Com base reta, branca ou cinza claro são comuns em dias
úmidos. Dependendo das condições de clima e tempo do local,
desenvolvem-se para cumulus
congestus
podendo extender-se verticalmente na troposfera e transformar-sem em
cumulonimbus
(Cb).
Os cumulonimbus são
nuvens vigorosas que desenvolvem-se em toda a espessura da troposfera
e quando isso acontece terão, certamente, cristais de gelo na parte
superior. Isto dá à nuvem um aspecto macio, fibroso, que se vê
frequentemente com a forma nítida de bigorna, devido à dispersão
dos cristais de gelo pelo vento em altitude. Nuvens de tempestades
carregadas com raios e trovões.
Estes
dez tipos de nuvens são apenas o núcleo de uma grande
multiplicidade de nuvens que, de fato, ocorrem na atmosfera, podem
aparecer novos tipos à qualquer momento, em qualquer lugar do globo,
fato que intriga os observadores através de séculos.
Nuvem
Cirrocumulus
Cirrocumulus
é um dos três principais tipos de gênero de alta altitude nuvens
troposférico, os outros dois sendo cirrus
e cirrostratus.
Eles geralmente ocorrem a uma altitude de 5 km. Visualmente formam
uma camada fina, sem sombras, misturadas ou separadas e organizadas
de modo regular, não são tão frequentes quanto as cirrus.
Ao
contrário das outras nuvens altas, cirrus
e cirrostratus,
cirrocumulus
inclui uma pequena quantidade de gotículas de água líquida em um
estado super-resfriado. Cristais de gelo são o componente
predominante e, normalmente, os cristais de gelo fazem com que as
gotas de água super-resfriadas da nuvem passam à congelar
rapidamente, transformando a cirrocumulus
em cirrostratus.
Assim, as nuvens de cirrocumulus
são geralmente de curta duração. Geralmente são uma fase
transitória de curta duração dentro de uma área de nuvens cirrus,
que também pode formar rapidamente como resultado a parte da bigorna
de uma cumulonimbus.
Essas
nuvens tendem a refletir as cores vermelhas e amarelas durante o pôr
do sol e nascer do sol, e, portanto, têm sido referidos como "uma
das mais belas nuvens". Isso ocorre porque refletem os raios não
difusos de luz do começo da manhã ou da noitinha, sendo esses raios
amarelo, laranja, vermelho e às vezes roxo.
Em
relação à imagens de satélite e possíveis fenômenos
atmosféricos, as nuvens cirrocumulus
associadas às cirrus
ou cirrostratus
formam uma camada de nuvens espalhadas por todo o céu, o que
normalmente significa chuva nas próximas 9 horas (pode ser mais
tempo se a frente tiver movimento lento). Se houver apenas pequenas
manchas de cirrocumulus
e talvez alguns tufos de cirrus,
provavelmente teremos uma continuação de bom tempo.
Um método simples para não confundir Cc com Ac na hora da identificação, é esticar o braço para o céu com o polegar esticado; se a nuvem tiver, aproximadamente, o tamanho do polegar, é Ac, se for menor do que o polegar, é Cc.
Um método simples para não confundir Cc com Ac na hora da identificação, é esticar o braço para o céu com o polegar esticado; se a nuvem tiver, aproximadamente, o tamanho do polegar, é Ac, se for menor do que o polegar, é Cc.
METAR | ||||||||||
Estação | Hora (UTC) | Dir. Vento (°) | Vel. Vento (Kt) | Vel. Vento (m/s) | Temp. (°C) | Temp. Orv. (°C) | Pressão (hPa) | Neb. Baixa | Neb. Média | Neb. Alta |
SBSP | 10 | 130 | 7 | 3,6 | 14 | 11 | 1023 | SCT a 304m / BKN a 487m / OVC 701 | -- | -- |
SBSP | 11 | 110 | 8 | 4,1 | 14 | 11 | 1023 | FEW a 427m / BKN a 792m | -- | -- |
SBSP | 12 | 120 | 9 | 4,6 | 16 | 10 | 1024 | BKN a 914m | -- | -- |
SBSP | 13 | 110 | 8 | 4,1 | 17 | 11 | 1024 | BKN a 945m | -- | -- |
SBSP | 14 | 100 | 9 | 4,6 | 18 | 10 | 1023 | BKN a 762m / BKN a 914m | -- | -- |
SBSP | 15 | 110 | 8 | 4,1 | 20 | 11 | 1023 | BKN a 914m | -- | -- |
SBSP | 16 | 90 | 6 | 3,1 | 20 | 10 | 1022 | SCT a 1036m | -- | -- |
SYNOP | ||||||||||
Estação | Hora (UTC) | Dir. Vento (°) | Vel. Vento (Kt) | Vel. Vento (m/s) | Temp. (°C) | Temp. Orv. (°C) | Pressão (hPa) | Neb. Baixa | Neb. Média | Neb. Alta |
83780 | 12 | 115 – 124 | 9 | 4,6 | 15,5 | 10,3 | 930,2 | 600 a 1000 m | -- | -- |
83780 | 15 | 105 – 114 | 8 | 4,1 | 19,7 | 10,5 | 929,3 | 600 a 1000 m | -- | -- |
IAG -USP | ||||||||||
Estação | Hora (UTC) | Dir. Vento (°) | Vel. Vento (Kt) | Vel. Vento (m/s) | Temp. (°C) | Temp. Orv. (°C) | Pressão (hPa) | Neb. Baixa | Neb. Média | Neb. Alta |
IAG-USP | 10 | C | 0 | 20 | 11,7 | 701,6 | SC (100%) | -- | -- | |
IAG-USP | 11 | ENE | 3 | 20 | 10,66 | 701,1 | Sc (80%) | -- | -- | |
IAG-USP | 12 | C | 0 | 20,2 | 11,35 | 700,7 | Sc (90%) | -- | -- | |
IAG-USP | 13 | C | 0 | 20,7 | 12,12 | 700 | Sc (60%) | -- | -- | |
IAG-USP | 14 | C | 0 | 21 | 12,86 | 699,2 | Sc (60%) | -- | -- | |
IAG-USP | 15 | SE | 2 | 21,1 | 12,73 | 698,7 | Sc (70%) | -- | Ci (10%) | |
IAG-USP | 16 | C | 0 | 21 | 13,54 | 698,3 | Sc/Cu (60%) | -- | -- |
Imagens de satélite
Figura 1: Imagem do GOES-13 de classificação de nuvens do CPTEC. Em tons de amarelo temos nuvens do tipo cumulus, em tons de roxo temos nuvens do tipo stratus, em tons de cinza temos nuvens do tipo cirrus e em tons de azul temos multicamadas.
Fonte: cptec.
Fonte: cptec.
Figura 2: Imagem de satélite GOES-13, T realçada do dia 21/08/2015 às 15Z.
Fonte: cptec.
Fonte: cptec.
Figura 3: Imagem do GOES-13, canal visível do dia 21/08/2015 às 15Z.
Fonte: cptec.
Fonte: cptec.
Figura 4: Imagem de satélite GOES-13 canal 13 (vapor da água, realce 2) do dia 21/08/2015 às 15Z.
Fonte: cptec.
Fonte: cptec.
Figura 5: Imagem de satélite GOES-13 canal 13 (vapor da água, realce 1) do dia 21/08/2015 às 15Z, com o JST (vermelho), JPN (laranja) e JPS (amarelo).Fonte: cptec.
Fotos
Figura 6: Foto de Cc tirada no estacionamento do IAG-USP no dia 21/08/2015 às 10:41 (horário local).
Fonte: Fábio Alves Gomes Luengo.
Fonte: Fábio Alves Gomes Luengo.
Figura 7: Foto de Cc tirada no estacionamento do IAG-USP no dia 21/08/2015 às 11:22 (horário local).
Fonte: Fábio Alves Gomes Luengo.
Fonte: Fábio Alves Gomes Luengo.
Figura 8: Análise sinótica no nível de 250hPa do dia 21/08/2015 às 15Z.
Figura 9: Análise sinótica no nível de 500hPa do dia 21/08/2015 às 15Z.
Figura 10: Análise sinótica no nível de 850hPa do dia 21/08/2015 às 15Z.
Figura 11: Análise sinótica no nível de 1000hPa do dia 21/08/2015 às 15Z.
Perfil vertical
Figura 12: Corte vertical da temperatura do ar no dia 21/08/2015 às 18Z.
Figura 13: Corte vertical da umidade relativa do ar no dia 21/08/2015 às 18Z.
Figura 14: Velocidade vertical do ar no dia 21/08/2015 às 18Z.
Radiossondagem
Figura 15: Radiosondagem do dia 21/08/2015.
Referências Bibliográficas
http://www.iag.usp.br/siae98/nuvens/nuvens.htm
http://master.iag.usp.br/pr/ensino/sinotica/aula05/
Meteorology
today , 9ª edição Ahrens, C. Donald - pags from 122 to 136 -
chapter 5.
https://en.wikipedia.org/wiki/Cirrocumulus_cloud
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