Ciência da Terra
objetivos da lição
- lista as propriedades das correntes de ar dentro de uma célula de convecção.
- descreva como as células de alta e baixa pressão criam ventos locais e explique como vários tipos de ventos locais se formam.
- Discuss how global convection cells lead to the global wind belts.
Vocabulário
- advecção
- Chinook winds (Foehn ventos)
- haboob
- de alta pressão horário
- jet stream
- ventos catabático
- terra brisa
- zona de baixa pressão
- monção
- brisa da montanha
- frente polar
- rainshadow efeito
- Santa Ana marais
- brisa do mar
- vale brisa
Introdução
alguns princípios básicos percorrer um longo caminho para explicar como e por que o ar se move: o ar Aquecido em ascensão cria uma zona de baixa pressão no solo. O ar da área circundante é sugado para o espaço deixado pelo ar ascendente. O ar flui horizontalmente no topo da troposfera; o fluxo horizontal é chamado de advecção. O ar arrefece até descer. Onde chega ao solo, cria uma zona de alta pressão. O ar que flui de áreas de alta pressão para baixa pressão cria ventos. O ar quente pode conter mais humidade do que o ar frio. O ar que se move nas bases das três maiores células de convecção em cada hemisfério norte e sul do equador cria os cinturões de vento globais.
pressão do ar e ventos
dentro da troposfera são células de convecção (figura abaixo).
ar quente sobe, criando uma zona de baixa pressão; dissipadores de ar frio, criando uma zona de alta pressão.
ar que se move horizontalmente entre zonas de alta e baixa pressão faz vento. Quanto maior a diferença de pressão entre as zonas de pressão mais rápido o vento se move.a convecção na atmosfera cria o clima do planeta. Quando o ar quente sobe e arrefece numa zona de baixa pressão, pode não ser capaz de manter toda a água que contém como vapor. Alguns vapores de água podem condensar-se para formar nuvens ou precipitação. Quando o ar frio desce, aquece. Uma vez que ele pode, então, manter mais umidade, o ar descendente irá evaporar a água no chão.o ar que se move entre grandes sistemas de alta e baixa pressão cria os cinturões de vento globais que afetam profundamente o clima regional. Sistemas de pressão menores criam ventos localizados que afetam o clima e o clima de uma área local.
Um guia online para a pressão do ar e ventos da Universidade de Illinois é encontrado aqui: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/fw/home.rxml.os ventos alísios locais resultam do movimento do ar entre pequenos sistemas de baixa e alta pressão. As células de alta e baixa pressão são criadas por uma variedade de condições. Alguns ventos locais têm efeitos muito importantes sobre o clima e o clima de algumas regiões.a água tem um calor específico muito elevado, mantém a sua temperatura bem. A água aquece e arrefece mais lentamente do que a terra. Se houver uma grande diferença de temperatura entre a superfície do mar (ou um grande lago) e a terra ao seu lado, as regiões de alta e baixa pressão formam-se. Isto cria ventos locais.brisas marítimas sopram do oceano mais frio sobre a terra mais quente no verão (figura abaixo). Onde é a zona de alta pressão e onde é a zona de baixa pressão? A brisa do mar sopra a cerca de 10 a 20 km por hora e baixa a temperatura do ar de 5 a 10°C (9 a 18°F).brisas terrestres sopram da terra para o mar no inverno. Onde é a zona de alta pressão e onde é a zona de baixa pressão? Algum ar mais quente do oceano sobe e, em seguida, afunda em terra, fazendo com que a temperatura sobre a terra se torne mais quente.como é que o mar e a terra atravessam climas costeiros moderados?as brisas terrestres e marítimas criam o clima agradável pelo qual o sul da Califórnia é conhecido. O efeito da brisa terrestre e marítima é sentido apenas cerca de 50 a 100 km (30 a 60 milhas) para o interior. Este mesmo efeito de arrefecimento e aquecimento ocorre em menor grau durante o dia e a noite, porque a terra aquece e arrefece mais depressa do que o oceano.os ventos das monções são versões em grande escala de Brisas terrestres e marítimas; sopram do mar para a terra no verão e da terra para o mar no inverno. Ventos de Monção ocorrem onde as terras de verão muito quentes estão ao lado do mar. Trovoadas são comuns durante as monções (figura abaixo).
No sudoeste dos Estados Unidos relativamente frio úmido do ar aspirado do Golfo do México e do Golfo da Califórnia encontra o ar que foi aquecido pelo deserto escaldante temperaturas.a monção mais importante do mundo ocorre todos os anos no subcontinente indiano. Mais de dois bilhões de habitantes da Índia e do Sudeste Asiático dependem de chuvas de monção para sua água potável e irrigação. Nos dias dos navios à vela, as mudanças sazonais nos ventos das monções transportavam mercadorias entre a Índia e a África.as diferenças de temperatura entre montanhas e vales criam brisas de montanha e vale. Durante o dia, o ar nas encostas das montanhas é aquecido mais do que o ar na mesma elevação sobre um vale adjacente. À medida que o dia avança, o ar quente sobe e atrai o ar fresco do Vale, criando uma brisa do Vale. À noite, as encostas da montanha arrefecem mais rapidamente do que o vale próximo, o que faz com que uma brisa da montanha flua para baixo.ventos Katabáticos movem – se para cima e para baixo, mas são fortes brisas de montanha e vale. Ventos katabáticos formam-se sobre uma área de terra alta, como um planalto alto. O planalto é geralmente cercado em quase todos os lados por montanhas. No inverno, o planalto arrefece. O ar acima do Planalto fica frio e desce do Planalto através de buracos nas montanhas. As velocidades do vento dependem da diferença na pressão do ar sobre o planalto e sobre os arredores. Ventos katabáticos formam-se em muitas áreas continentais. Ventos katabáticos extremamente frios sopram sobre a Antártida e a Groenlândia.os ventos de Chinook se desenvolvem quando o ar é forçado a subir sobre uma cordilheira. Isto acontece, por exemplo, quando os ventos do Oeste trazem ar do Oceano Pacífico sobre as Montanhas Sierra Nevada, na Califórnia. À medida que o ar relativamente quente e húmido sobe sobre o lado windward das montanhas, arrefece e contrai-se. Se o ar é úmido, pode formar nuvens e cair chuva ou neve. Quando o ar se afunda no lado esquerdo das montanhas, forma uma zona de alta pressão. O lado do vento de uma cordilheira é o lado que recebe o vento; o lado para a esquerda é o lado onde o ar se afunda.o ar descendente aquece e cria ventos fortes e secos. Os ventos de Chinook podem aumentar as temperaturas mais de 20 ° C em uma hora e rapidamente diminuem a umidade. A neve do lado da montanha desaparece rapidamente. Se a precipitação cair à medida que o ar sobe sobre as montanhas, o ar será seco à medida que afunda no tamanho para a frente. Este ar seco, afundando provoca um efeito de chuva (figura abaixo), que cria muitos dos desertos do mundo.
À medida que o ar sobe sobre uma montanha arrefece e perde humidade, depois aquece por compressão do lado esquerdo. Os ventos quentes e secos resultantes são os ventos Chinook. O lado inclinado da montanha tem efeito de chuva.os ventos de Santa Ana são criados no final do outono e inverno, quando a Grande Bacia a leste da Serra Nevada arrefece, criando uma zona de alta pressão. As forças de alta pressão sopram para baixo e no sentido horário (por causa de Coriolis). A pressão do ar aumenta, então a temperatura aumenta e a umidade diminui. Os ventos sopram através dos desertos do Sudoeste e, em seguida, correm para baixo e para oeste em direção ao oceano. O ar é forçado através de desfiladeiros cortando as montanhas San Gabriel e San Bernardino (figura abaixo).
os ventos são especialmente rápidos através de Santa Ana Canyon, de que eles são nomeados. Os ventos de Santa Ana sopram poeira e fumam para oeste sobre o Pacífico do Sul da Califórnia.os ventos de Santa Ana chegam muitas vezes ao final da longa temporada de seca de verão na Califórnia. Os ventos quentes e secos secam ainda mais a paisagem. Se um incêndio começar, ele pode se espalhar rapidamente, causando devastação em grande escala (figura abaixo).
Em outubro de 2007, Santa Ana marais alimentado muitos incêndios que, juntos, queimado 426,000 hectares de terra selvagem e mais de 1.500 casas no Sul da Califórnia.os ventos do Deserto criam ventos fortes, que são frequentemente associados a tempestades de Monção. Os ventos do deserto recolhem poeira porque não há tanta vegetação para conter a sujeira e a areia. (Figura abaixo). Um haboob forma-se na corrente descendente na frente de uma tempestade.
a haboob in The Phoenix metropolitan area, Arizona.redemoinhos, também chamados redemoinhos, formam-se à medida que o solo se torna tão quente que o ar acima aquece e sobe. O ar flui para a baixa pressão e começa a girar. Os redemoinhos são pequenos e de curta duração, mas podem causar danos.
circulação atmosférica
porque mais energia solar atinge o equador, o ar aquece e forma uma zona de baixa pressão. No topo da troposfera, metade se move em direção ao Polo Norte e metade em direção ao Polo Sul. À medida que se move ao longo do topo da troposfera arrefece. O ar frio é denso e, quando atinge uma zona de alta pressão, afunda-se no solo. O ar é sugado de volta para a baixa pressão no Equador. Isto descreve as células de convecção a norte e a sul do equador.se a terra não rodasse, haveria uma célula de convecção no hemisfério norte e uma no sul, com o ar ascendente no equador e o ar afundando em cada polo. Mas como o planeta gira, a situação é mais complicada. A rotação do planeta significa que o efeito Coriolis deve ser levado em conta. O efeito Coriolis foi descrito no capítulo dos oceanos da Terra.
Let’s look atmospheric circulation in the Northern Hemisphere as a result of the Coriolis Effect (Figure below). O ar sobe no Equador, mas à medida que se move em direção ao polo no topo da troposfera, desvia para a direita. (Lembre-se que parece desviar-se para a direita porque o chão por baixo se move. A cerca de 30 ° N de latitude, o ar do equador encontra o ar fluindo em direção ao equador a partir das latitudes mais altas. Este ar é fresco porque veio de latitudes mais altas. Ambos os lotes de ar descem, criando uma zona de alta pressão. Uma vez no chão, o ar regressa ao equador. Esta célula de convecção é chamada de célula de Hadley e é encontrada entre 0° e 30°N.
as células de circulação atmosférica, mostrando a direção dos ventos na superfície da Terra.
Existem mais duas células de convecção no Hemisfério Norte. A célula Ferrell está entre 30 ° N e 50 ° a 60 ° N. esta célula partilha o seu lado sul, descendente com a célula Hadley a sul. Seu membro ascendente do Norte é compartilhado com a célula Polar localizada entre 50°N e 60°N e o Polo Norte, onde o ar frio desce.
Existem três células de circulação de imagens espelhadas no Hemisfério Sul. Nesse hemisfério, o efeito Coriolis faz com que os objetos pareçam desviar-se para a esquerda.os ventos globais sopram nos cinturões que rodeiam o planeta. Os cinturões de vento globais são enormes e os ventos são relativamente estáveis (figura abaixo). Estes ventos são o resultado do movimento do ar na parte inferior das principais células de circulação atmosférica, onde o ar se move horizontalmente de alta a baixa pressão.
os maiores cintos de vento e as direções que eles sopram.
Cintos de vento globais
vamos olhar para os cintos de vento globais no Hemisfério Norte.
- No ar da célula de Hadley deve mover-se de norte para sul, mas é desviado para a direita por Coriolis. Então o ar sopra de nordeste para sudoeste. Este cinto são os ventos alísios, assim chamados, porque na época dos navios de vela eles eram bons para o comércio.o ar das células Ferrel deve mover-se de sul para norte, mas os ventos sopram de sudoeste. Este cinturão é o vento do oeste ou o oeste. Porque achas que um voo através dos Estados Unidos de São Francisco para Nova Iorque leva menos tempo do que a viagem ao contrário?
na célula Polar, os ventos viajam a partir do Nordeste e são chamados de extremos polares
os cinturões de vento são nomeados para as direções a partir das quais os ventos vêm. Os ventos do oeste, por exemplo, sopram de oeste para leste. Estes nomes também servem para os ventos nos cinturões do Hemisfério Sul.
this video lecture discusses the 3-cell model of atmospheric circulation and the resulting global wind belts and surface wind currents (5a): http://www.youtube.com/watch?v=HWFDKdxK75E (8: 45).ventos e precipitação globais, além de seu efeito nos cinturões de vento globais, as áreas de alta e baixa pressão criadas pelas seis células de circulação atmosférica determinam de uma forma geral a quantidade de precipitação que uma região recebe. Em regiões de baixa pressão, onde o ar está aumentando, a chuva é comum. Em áreas de alta pressão, o ar que se afunda causa evaporação e a região é geralmente seca. Os efeitos climáticos mais específicos serão descritos no capítulo sobre o clima.a frente polar é a junção entre as células Ferrell e Polar. Nesta zona de baixa pressão, o ar húmido e relativamente quente da célula Ferrell corre para um ar relativamente frio e seco da célula Polar. O tempo em que estes dois se encontram é extremamente variável, típico de grande parte da América do Norte e da Europa.
A corrente de jato polar é encontrada no alto da atmosfera onde as duas células se juntam. Uma corrente de jato é um rio de ar que flui rapidamente na fronteira entre a troposfera e a estratosfera. As correntes de jato formam-se onde há uma grande diferença de temperatura entre duas massas de ar. Isso explica porque o fluxo de jato polar é o mais poderoso do mundo (figura abaixo).
uma secção transversal da atmosfera com grandes células de circulação e correntes de jato. O fluxo de jato polar é o local de clima extremamente turbulento.
as correntes de jato movem-se sazonalmente, assim como o ângulo do sol no céu se move para o norte e para o sul. A corrente de jato polar, conhecida como “a corrente de jato”, move-se para sul no inverno e para Norte no verão entre cerca de 30 ° N e 50 ° a 75 ° N.
Resumo da lição
- Os ventos sopram de zonas de alta pressão para zonas de baixa pressão. As zonas de pressão são criadas quando o ar perto do solo se torna mais quente ou mais frio do que o ar próximo.ventos locais podem ser encontrados em um vale de montanha ou perto de uma costa.os padrões globais de vento são ventos estáveis e de longo prazo que prevalecem em torno de uma grande parte do planeta.a localização dos cinturões eólicos globais tem uma grande influência sobre o clima e o clima de uma área.
questões de revisão
- desenhe uma célula de convecção na atmosfera. Rotular as zonas de baixa e alta pressão e onde está o vento.em que circunstâncias os ventos serão muito fortes?dado o que sabe sobre células de convecção à escala global, para onde viajaria se estivesse interessado em chuva quente e abundante?
- descreva a circulação atmosférica para dois locais onde é provável que encontre desertos, e explique por que estas regiões são relativamente quentes e secas.como poderiam as monções indianas ser reduzidas em magnitude? Que efeito teria uma redução destas importantes monções nesta parte do mundo?por que o nome “comedor de neve” é uma descrição apta dos ventos de Chinook?porque é que o efeito Coriolis faz com que o ar pareça mover-se no Sentido DOS ponteiros do relógio no Hemisfério Norte? Quando é que o efeito Coriolis faz com que o ar pareça mover-se no sentido anti-horário?os marinheiros uma vez se referiam a uma porção do oceano como a depressão. Trata-se de uma região onde frequentemente não há vento, pelo que os navios ficariam tranquilos durante dias ou mesmo semanas. Onde achas que a depressão pode estar relativa às células da circulação atmosférica?Imagine que o jacto está localizado mais a sul do que o habitual durante o verão. Como está o tempo nas regiões a norte da Corrente de jato, em comparação com um verão normal?
- dar uma descrição geral de como os ventos se formam.
Further Reading/Supplemental Links
- animations, Bureau of Meteorology, Australian Government http://www.bom.gov.au/lam/Students_Teachers/pressure.shtml
pontos a considerar
- Como os ventos locais afetam o tempo em uma área?como os cintos de vento globais afetam o clima em uma área?quais são os principais princípios que controlam a circulação da atmosfera?