Introdução
Por incrível que pareça a atmosfera tem grande e importante influência na Terra.No clima,por exemplo,a atmosfera tem grande influência,ela que é responsável pelas massas de ar,as frentes frias,as tempestades,a umidade relativa do ar,e não poemos esquecer da manutenção de vida na Terra,o oxigênio.
Entendendo o que é a atmosfera
A atmosfera terrestre é uma fina camada de gases presa à Terra pela força da gravidade. A atmosfera terrestre protege a vida na Terra absorvendo a radiação ultravioleta solar, aquecendo a superfície por meio da retenção de calor (efeito estufa), e reduzindo os extremos de temperatura entre o dia e a noite. Visto do espaço, o planeta Terra aparece como uma esfera de coloração azul brilhante. Esse efeito cromático é produzido pela dispersão da luz solar sobre a atmosfera, e que existe também em outros planetas do sistema solar dotados de atmosfera.
É essa turbulência que faz a mistura do ar, bem como a distribuição espacial de suas propriedades físicas. Se não existisse o vento, mesmo fraco, a espessura da camada atmosférica e a formação da massa de ar diminuiriam. Por outro lado, se a velocidade do vento fosse alta, haveria turbulência forte atingindo uma camada atmosférica muito mais espessa e dificultando a formação da massa de ar.
O ar frio que invade o continente sul-americano no período de outono-inverno é conhecido como anticiclone polar, com origem na região polar de superfície gelada, formada pelo Continente Antártico gelado. Como no centro do continente predomina um anticiclone, na superfície os ventos são divergentes e deslocam-se para a região subantártica, originando assim, as massas de ar polar.
Nas frentes frias, em geral a inclinação é bem acentuada em relação à frente quente. À medida que o ar frio avança e vai substituindo o ar quente e úmido, a formação de nuvens vai aumentando e a precipitação é mais intensa. A frente fria pode vir acompanhada de rajada de ventos.
Frente Oclusa
Cavado
Um cavado é uma região de baixa pressão, em que as isóbaras estão mais distantes de seu centro. A linha que une os pontos das isóbaras mais afastadas do centro do eixo é denominado cavado. A imagem abaixo mostra a configuração de um cavado ao longo da frente fria em azul.
As frentes normalmente estão sempre associadas aos cavados. No entanto, nessas regiões a pressão atmosférica é relativamente baixa e apresenta convergência e ascendência do ar com formação de nuvens, instabilidade e condições de chuvas intensas e vendavais.
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Por incrível que pareça a atmosfera tem grande e importante influência na Terra.No clima,por exemplo,a atmosfera tem grande influência,ela que é responsável pelas massas de ar,as frentes frias,as tempestades,a umidade relativa do ar,e não poemos esquecer da manutenção de vida na Terra,o oxigênio.
Entendendo o que é a atmosfera
A atmosfera terrestre é uma fina camada de gases presa à Terra pela força da gravidade. A atmosfera terrestre protege a vida na Terra absorvendo a radiação ultravioleta solar, aquecendo a superfície por meio da retenção de calor (efeito estufa), e reduzindo os extremos de temperatura entre o dia e a noite. Visto do espaço, o planeta Terra aparece como uma esfera de coloração azul brilhante. Esse efeito cromático é produzido pela dispersão da luz solar sobre a atmosfera, e que existe também em outros planetas do sistema solar dotados de atmosfera.
O ar seco contém, em volume, cerca de 78,09% de nitrogênio, 20,95% de oxigênio 0,93% de argônio, 0,039% de gás carbônico e pequenas quantidades de outros gases. O ar contém uma quantidade variável de vapor de água,em média 1%.
A atmosfera tem uma massa de aproximadamente 5 x 10 kg, sendo que três quartos dessa massa estão situados nos primeiros 11 km desde a superfície. A atmosfera terrestre se torna cada vez mais tênue conforme se aumenta a altitude, e não há um limite definido entre a atmosfera terrestre e o espaço exterior. Apenas em altitudes inferiores a 120 km a atmosfera terrestre passa a ser bem percebida durante a reentrada da atmosfera de um ônibus espacial, por exemplo. A linha Kármán, a 100 km de altitude, é considerada frequentemente como o limite entre atmosfera e o espaço exterior.
Massas de ar
As massas de ar são um fenômeno que provoca mudanças temporárias de temperatura, trazendo frio ou calor por um curto ou longo período de tempo em uma determinada região, dependendo das condições climáticas. É assim que nós, cidadãos comuns, sentimos a presença de uma massa de ar. Mas em meteorologia, a definição de massa de ar é usada especificamente para determinar uma grande porção de ar que cobre milhares de quilômetros da superfície terrestre na atmosfera de uma região.
 Massas de ar são grandes porções de ar que se estendem horizontalmente com distribuição de umidade e temperatura quase uniformes |
Essa massa de ar se extende horizontalmente por 500 km a 5.000 km e verticalmente por 500 m a 20 km, com distribuição vertical de temperatura e de umidade quase uniforme, apresentando pouca variação. Isso significa que, se escolhermos uma determinada altitude no interior dessa massa de ar, a temperatura do ar apresenta um valor em graus centígrados próximo ao de outros pontos. A mesma situação ocorre com relação à umidade do ar.
Em 1929, Bergeron, da escola da Noruega, definiu massa de ar como sendo uma porção de ar na atmosfera cujas propriedades físicas são mais ou menos uniformes na horizontal com mudanças bruscas em suas bordas.
Para que uma massa de ar seja formada, a porção de ar da atmosfera deve estar em contato prolongado com a região que ocupa. A superfície dessa região deve ter características homogêneas. Exemplos de regiões vastas com características homogêneas em toda a sua extensão são oceanos, grandes florestas, extensos desertos, extensa superfície de gelo.
O interessante é que para que o contato do ar com a superfície se torne efetivamente mais prolongado, é necessário que haja na região o encontro de duas massas de ar, uma mais fria que a outra, podendo, muitas vezes, ser um anticiclone. Um sistema anticiclone é o movimento dos ventos no sentido anti-horário. Ele é caracterizado por ventos predominantemente fracos e pequenas turbulências.
 Diagrama da circulação geral da atmosfera |
Na circulação geral da atmosferaocorre um aquecimento solar diferenciado entre o Equador e os pólos. Esta circulação transfere calor da região equatorial para o Pólo Sul. Nos pólos é formada a massa de ar frio, que se desloca para a Região Subtropical onde encontra um ar mais quente.
Mas qual a ligação da circulação geral da atmosfera com a massa de ar ou com a frente fria? Como essas massas podem ser classificadas? Como elas evoluem? Continue lendo para descobrir.
Classificação das massas de ar
O encontro da massa de ar polar e da massa de ar subtropical - uma mais fria que a outra - forma a frente fria. Frentes frias podem ser sentidas por uma mudança climática brusca, que pode ser queda na temperatura e chuvas.Para que haja a frente fria, primeiro é preciso ocorrer a massa de ar.
Região de origem
Para adquirir suas propriedades uniformes, uma massa de ar precisa permanecer vários dias sobre uma grande região cuja superfície também tem características Page Savedbastante uniformes. Esta região é chamada região de origem de massa de ar.
Classificação na América do Sul
As massas de ar se classificam de acordo com as regiões e as latitudes de onde adquirem suas propriedades básicas. Elas são:
- Massa de Ar Antártico (AA): tem sua origem na região Antártica coberta de gelo e neve e geralmente alta pressão de movimento anticiclônico (movimento dos ventos contrários os ponteiros dos relógios no Hemisfério Sul). É uma massa de ar fria, seca e estável. Atinge Argentina, Chile, Paraguai, Peru, Bolívia, Uruguai e grande parte do Brasil, com temperaturas baixas no outono, no inverno e no início de primavera.
- Ar Polar Antártico Continental (PC): tem sua origem na região continental subantártica. É um ar frio e úmido que vem pela Argentina, pelo Paraguai e pela Bolívia, atingindo grande parte do Brasil, até a Amazônia.
 Reprodução / INMET Exemplo de uma massa de ar polar continental |
- Ar Polar Antártico Marítimo (PM): tem sua origem na região continental subantártica. É um ar frio e úmido.
- Ar Tropical Continental (TC): tem sua origem na região subtropical, por vezes, com centros de altas pressões. É um ar quente e seco, predomina no centro do Brasil, na Argentina e no Paraguai.
 Reprodução / INMET Exemplo da massa de ar tropical continental quente e seca pode ser observado nos mapas do CPETEC de temperatura média máxima, em setembro de 2008, e de umidade relativa do ar, em 12/09/2008. O domínio do ar quente e seco no centro do Brasil mostra ser bem evidente, com valores de temperaturas do ar elevadas, bem como valores de umidade do ar abaixo dos 20% neste dia |
- Ar Tropical Atlântico (TM): tem sua origem nos anticiclones subtropicais, sobre os oceanos. É um ar quente e úmido com origem no oceano Atlântico tropical, com predomínio sobre a parte leste do Brasil, durante quase todo o ano.
- Ar Equatorial (E): Quente e úmido, predomina na Amazônia, na Região Nordeste e nos oceanos equatoriais.
Evolução das massas de ar
Quando uma massa de ar se desloca sobre uma superfície mais quente que ela própria, sofre um aquecimento por baixo. Consequentemente, ocorre nos níveis mais baixos a instabilidade térmica que se estende para cima. Essa instabilidade produz um movimento ascendente do vento, que, por sua vez, induz à formação de nuvens e consequentemente de chuva.
Se uma massa de ar (mais fria) se desloca sobre uma superfície de água (oceano), sua umidade aumenta. A convecção eleva o vapor d’água aos níveis mais altos, onde há condensação e formação de nuvens cumuliformes (cúmulos-nimbos com pancadas de chuvas e trovoadas).
Se uma massa de ar (mais fria) se desloca sobre uma superfície de água (oceano), sua umidade aumenta. A convecção eleva o vapor d’água aos níveis mais altos, onde há condensação e formação de nuvens cumuliformes (cúmulos-nimbos com pancadas de chuvas e trovoadas).
Exemplo de uma massa de ar polar continental que atingiu o Mato Grosso do Sul e a Região Sul do Brasil, em 11 de junho de 2008, com temperaturas mínimas nas serras em Santa Catarina e no Rio Grande do Sul (entre 0ºC e -3ºC), no Mato Grosso do Sul (de 3ºC a 6ºC) e no Paraná (de 0ºC a 3ºC) |
Se essa massa de ar (mais fria) se desloca sobre o continente, menos umidade é absorvida e, consequentemente, a formação convectiva de nuvens ocorre em um tempo maior, até que o aquecimento da base se estenda da condição de instabilidade aos níveis mais elevados.
Temos a situação contrária quando uma massa de ar se desloca sobre uma superfície mais fria que ela própria. Mais aquecida, essa massa de ar perde calor nos níveis próximos à superfície, tornando-se estável e impedindo a convecção e as chuvas.
Massa de ar fria
Uma massa de ar é considerada como fria, quando este ar se desloca sobre uma região mais quente. A camada atmosférica em contato direto com a superfície é aquecida por condução, o que provoca uma instabilidade. O movimento convectivo do vento eleva o ar aquecido para os níveis mais elevados da atmosfera.
Na América do Sul, as massas de ar frio são as que se deslocam da região subantártica e invadem o sul do continente pelo Chile, pela Argentina, pelo Uruguai e pelo Paraguai, atingindo o Brasil durante o período de outono a inverno. Às vezes, essas massas de ar frio chegam a atingir o Nordeste, bem como a Região Amazônica, onde provocam o fenômeno conhecido como friagem.
Reprodução / INMET O mapa mostra o domínio do ar frio e as baixas temperaturas registradas em algumas cidades brasileiras |
Quanto maior for o contraste entre as temperaturas do ar e da superfície adjacente, maior será convecção. O transporte vertical de calor, decorrente do ar que se eleva na atmosfera induz um aumento de temperatura da massa de ar como um todo. A distribuição vertical de temperatura vai sendo alterada, com tendência de um aquecimento progressivo.
O resfriamento causado pela expansão da massa e do ar em movimento ascendente provoca a formação de nuvens do tipo cúmulos e cúmulos-nimbos, e, dependendo do teor de umidade, ocorrem chuvas intensas, pancadas de chuvas, aguaceiros, descargas atmosféricas (raios) e trovoadas. O processo de condensação favorece o aquecimento do ar (liberação de calor latente), enquanto a precipitação vai contribuir para uma redução da umidade do ar.
E o ar que vem lá do sul?
Correntes e massas de ar do Sul
 Mlenny / iStockphoto As massas de ar polar que atingem o Brasil se originam no continente antártico |
Os anticiclones polares se descolam desta região para a região subtropical, com ventos de sudoeste e oeste, atingem o continente sul-americano e se aproximam dos trópicos e do Brasil com ventos de sul e, às vezes, de sudeste. Normalmente, esses anticiclones possuem uma forte subsidência, com forte inversão de temperatura e com massa de ar muito seco, frio e estável. Subsidência é o movimento descendente dos ventos de uma massa de ar na atmosfera, implicando a transferência de suas características em sua trajetória para uma área mais ampla.
Por isso, as condições dos anticilones polares apresentam um predomínio de céu claro (sem nuvens) na região aonde se aproxima. Durante sua trajetória, eles ganham calor da superfície mais aquecida do mar, aumentando à medida que se desloca no sentido do equador. Nas latitudes médias, ainversão de temperatura começa a enfraquecer, e o ar polar marítimo, a se tornar instável. Por isso, quando esses anticiclones polares invadem o continente sul-americano, encontra duas altas pressões subtropicais nos oceanos Pacífico e Atlântico Sul, podendo seguir duas trajetórias diferentes: uma a oeste da Cordilheira dos Andes; e outra a leste dos Andes.
A primeira trajetória é menos frequente e ocorre durante o inverno, quando a alta pressão polar (massa de ar frio) possui maior energia. Nessa trajetória, a frente polar se estende do trópico até a região subantártica, no sentido sul/sudeste a norte/noroeste, passa os Andes, enfraquece e se dissipa quando em contato com a baixa pressão continental (do Chaco). Também nesse período, a alta pressão (anticiclone) subtropical do Oceano Atlântico Sul está deslocada do continente para o Oceano. A precipitação é fraca, porque, por ser inverno, o ar quente sobre a massa de ar polar marítima, em sua ascensão dinâmica com a rampa frontal da frente polar, apresenta pouca umidade. Quando passa os Andes e atinge o continente sul-americano, o ar anticiclone polar também perde umidade e chega seco.
A segunda trajetória é mais frequente no período de verão. Devido às altas temperaturas no continente e ao forte contraste térmico horizontal que se forma com a chegada da massa de ar polar na região subtropical na América do Sul, ela é o fenômeno meteorológico responsável pelas chuvas em abundância e intensas, pelas pancadas de chuva e pelos aguaceiros que ocorrem no Sul.
Frentes Frias
A frente fria se dá quando ocorre a passagem do ar frio por um determinado local da superfície terrestre, substituindo o ar quente que existia antes no local. Dizemos que a massa de ar pré-frontal (antes da passagem da frente) é quente e a massa de ar pós-frontal (após a passagem da frente) é fria.
 Característica de uma superfície frontal fria associada com os tipos de nuvens |
Durante a passagem de uma frente fria, a mudança e as condições de tempo associadas são:
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Abaixo, a imagem do satélite GOES-10, do dia 11 de fevereiro de 2009, às 15h45min do horário de Brasília, mostra uma situação real na atmosfera de uma frente fria ativa, com a faixa de nuvens que vai do Paraguai até os estados de Santa Catarina e norte do Rio Grande do Sul, indo pelo Oceano Atlântico. A frente sistema frontal mostra uma grande área da massa de ar quente (São Paulo, Goiás, Mato Grosso do sul, parte do Paraná e sul de Minas Gerais), com manchas brancas de nuvens esparsas, enquanto ao sul da frente fria, tem-se uma grande área escura entre o Rio Grande do Sul, Argentina e Uruguai, que é o domínio da massa de ar fria e seca, de origem subantártica.
 Imagem de Satélite GOES-10, no canal Infravermelho, no dia 11 de fevereiro de 2009, às 15h45min do horário de Brasília. Áreas brancas são de nuvens e áreas escuras são de ausência de nuvens |
Na imagem de satélite GOES-12 do dia 06 de janeiro de 2009, às 19h15min do horário de Brasília, tem-se outra situação real, em que há uma frente fria ativa no Nordeste, com bandas de nuvens desde o sul do Piauí, Bahia, norte de Minas Gerais e Espírito Santo.
 Imagem de Satélite GOES-12, no canal Infravermelho, no dia 06 de janeiro de 2009, às 19h15min do horário de Brasília |
Na próxima página, aprenda como é feita a previsão de deslocamento e de mudanças climáticas de uma frente fria.
Frente quente
Uma frente é denominada quente quando ocorre a invasão ou a passagem de uma massa de ar quente, que substitui o ar relativamente frio existente em uma determinado região da superfície da terra. Neste caso, a superfície frontal quente se estende na mesma direção da massa de ar quente, por cima do ar pré-frontal. Esta situação das massas de ar justaposto à superfície da terra tendendo à estabilidade provoca um deslocamento mais lento do sistema, menor velocidade da frente quente em relação à frente fria.
À medida que a frente se aproxima, o ar quente se concentra mais próximo da superfície, e nuvens médias Alto-estratos e Alto-cúmulos são formadas. O processo da chuva ou neve ocorre quando as nuvens Alto-estratos atingem sua maior densidade. A intensificação da precipitação pode ocorrer com a formação das nuvens nimbos-estratos.
 Característica típica de uma frente quente associadas com os tipos de nuvens |
Durante a passagem de uma frente quente, as mudanças e condições de tempo associadas são:
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Frente Oclusa
Também conhecida como oclusão, é um sistema que se forma quando uma frente fria encontra ou avança uma frente quente.
 Esquema de uma frente oclusa com sua cunha |
Na atmosfera podem ocorrer dois tipos de oclusão de frente:
- Oclusão de frente fria: sistema que se forma quando o ar que se encontra na frente da frente quente é menos frio do que o ar que vem por trás da frente fria. O ar que está por trás da frente fria é mais denso e faz com que a cunha se levante primeiro.
ComoTudoFunciona / Alexandre Fukuda
Processo de oclusão do tipo frente fria
- Oclusão de uma frente quente: sistema que se forma quando o ar que se encontra adiante da frente quente é mais frio que o ar por trás da frente fria. Por ser mais leve, o ar que está por trás da frente subirá primeiro.
ComoTudoFunciona / Alexandre Fukuda
Processo de oclusão do tipo frente quente
Uma situação real na atmosfera de uma frente oclusa do tipo frente fria ocorreu no dia 03 de maio de 2008, sobre o Rio Grande do Sul, com vendavais, chuvas e ventos fortes, conforme imagem de satélite GOES-12 de topos de nuvens, do mesmo dia, às 06h45min de Brasília (figura 10). O Centro da oclusão está na divisa de Santa Catarina com o nordeste do Rio Grande do Sul. As áreas em vermelho são de temperaturas abaixo de - 55º C, e as áreas em verde, por vezes, estão associadas com chuvas.
Imagem de satélite GOES-12, topo de nuvens, no dia 03 de maio de 2008, às 06h45min de Brasília |
Ciclones extratropicais e cavados
Ciclones extratropicais são áreas de baixa pressão atmosférica formadas entre a Argentina, o Uruguai, o Sul do Brasil e o Paraguai. Em geral são baixas pressões ligadas a frentes frias que resultam em uma ondulação (oclusão) em uma frente já existente. O centro desse sistema é o ponto onde a pressão é mínima, com várias isóbaras fechadas.
No Hemisfério Sul, a circulação dos ventos se dá em sentido horário. A baixa pressão está associada ao movimento vertical ascendente do ar, que resulta de uma divergência nos níveis elevados da atmosfera.
Um ciclone extratropical tem as mesmas características termodinâmicas, estrutura e configuração de um ciclone tropical (furacão). O furacão ou ciclone tropical tem uma estrutura própria, independe da circulação geral e se forma no mar, em águas quentes. Tem uma configuração fechada e um olho em seu centro. Esse sistema ocorre com frequência no Hemisfério Norte, e raramente no Hemisfério Sul.
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Ao contrário do ciclone tropical, o ciclone extratropical tem uma estrutura dependente da circulação geral da atmosfera e da frente fria. Veja na imagem abaixo um exemplo de ciclone extratropical no sul do Brasil.
 Reprodução / INMET Na imagem de satélite observa-se a nebulosidade causada pelo ciclone extratropical sobre o Rio Grande do Sul no dia 24/05/2008 às 18h15 |
Compare com a imagem abaixo, do Catarina:
 Imagem de satélite GOES-12, 28/03/2004, 03:45 UTC mostra o Furacão Catarina na costa da Região Sul |
Cavado
Um cavado é uma região de baixa pressão, em que as isóbaras estão mais distantes de seu centro. A linha que une os pontos das isóbaras mais afastadas do centro do eixo é denominado cavado. A imagem abaixo mostra a configuração de um cavado ao longo da frente fria em azul.
 Reprodução / INMET |
As frentes normalmente estão sempre associadas aos cavados. No entanto, nessas regiões a pressão atmosférica é relativamente baixa e apresenta convergência e ascendência do ar com formação de nuvens, instabilidade e condições de chuvas intensas e vendavais.
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