jdact e ics
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Para melhor compreender como funciona este intercâmbio introduz-se o conceito
de vorticidade
potencial, que se define como sendo a vorticidade que apresentaria
uma coluna de ar compreendida entre duas superfícies isentrópicas adjacentes,
se for levada de uma latitude arbitrária depois de ser comprimida e dilatada
adiabáticamente até adquirir uma determinada espessura. Numa massa de ar a
vorticidade potencial é conservativa
permitindo identificar e massa de ar e segui-la no seu deslocamento (translações
e deformações resultantes dos movimentos ascendentes e descendentes). A
vorticidade potencial depende essencialmente dos seguintes factores: a
estabilidade da camada atmosférica em consideração e a variação vertical do
vento horizontal. Os valores da vorticidade potencial são da ordem dos 10-6 m2 s-1 Kkg-1 ao
que se convencionou chamar de 1 PVU
(unidades de vorticidade potencial). Verifica-se que na troposfera os
valores típicos da VP são inferiores a 1,5 PVU enquanto na estratosfera os
valores ultrapassam as 2 unidades, em resultado do aumento de
estabilidade estática nessa região. Hoskins
et al (1985) apresenta o estudo de uma situação de ciclogénese em que
associa uma anomalia de vorticidade potencial nos níveis altos, que está
relacionado com o afundamento da tropopausa, sobre uma região baroclínica nos
níveis baixos. A anomalia de vorticidade potencial estende-se na vertical
até à superfície onde se irá dar origem a uma anomalia de vorticidade potencial
que por sua vez, produzirá uma alteração do campo térmico à superfície, ou
seja, uma ondulação das isotérmicas. A circulação que decorre da anomalia de
temperatura à superfície em associação com a ondulação das isotérmicas
estende-se agora em altitude indo reforçar a circulação já existente devida à
anomalia de vorticidade potencial inicial.
Esquema da ciclogénese
Posteriormente
Hirchberg e Fristch (1991), não incidiram os seus estudos
de ciclogénese tendo como base as anomalias de vorticidade potencial, deram
antes especial relevo às advecções de temperatura e aos movimentos
verticais associados. Consideraram que
as advecções de temperatura acima dos 500 hPa em especial aquelas que ocorrem
próximo da tropopausa, são bastante significativas e bem mais intensas que as
que ocorrem abaixo dos 500 hPa. Afirmam ainda que, uma determinada anomalia de temperatura, seja ela positiva ou
negativa, nos níveis altos, associada a ondulações da tropopausa, produzem
perturbações mais significativas na pressão à superfície e na espessura do que
igual anomalia de temperatura nos níveis baixos.
Hirchberg e Fristch (1991),
apresentaram um modelo conceptual de desenvolvimento de ciclogénese onde a sua
teoria assenta nos processos associados com o desenvolvimento e evolução de ondulações
de tropopausa num contexto baroclínico, podendo dar origem a trocas de
temperatura importantes na estratosfera inferior. Esta hipótese tem como base
as trocas de temperatura associadas às ondulações da tropopausa e podem actuar
juntamente com os processos troposféricos nos níveis baixos para iniciar,
desenvolver e catalisar o
desenvolvimento das depressões extratropicais. Nesta base e de uma
forma simples, a sobreposição de
advecções quentes nos níveis altos associadas às intrusões de ar estratosférico
devido às ondulações da tropopausa, com advecções quentes nos níveis baixos
associadas a zonas baroclínicas na troposfera inferior, criam os ingredientes
favoráveis para que se produzam quedas de pressão à superfície.
Partindo do princípio
que são cumpridas as condições de balanço entre o campo do vento e o campo da
massa é apresentado por Hirchberq e Fristch um modelo de desenvolvimento de uma
depressão extratropical onde representam o geopotencial em altitude, 200 hPa,
e da pressão à superfície, apresentando um corte vertical com o traçado da
tropopausa e com as advecções de ar quente em altitude. Segundo os mesmos, a
descida da tropopausa resulta de uma anomalia negativa de temperatura, ou seja, ar mais frio que a vizinhança, nos
níveis médios com consequente subsidência. Como consequência, surge uma
anomalia positiva de temperatura nos níveis altos, associado ao ar
estratosférico. O desenvolvimento da ciclogénese começa a ocorrer devido a um
desfasamento entre a referida anomalia positiva de temperatura e uma outra
anomalia positiva de temperatura já existente à superfície, relacionada a uma
depressão à superfície. O desenvolvimento pára, dando lugar ao enchimento da
depressão, quando as ditas anomalias entram em fase. Note-se que o conceito de
desfasamento na vertical entre regiões de máximos e mínimos de temperatura é
aceite em Holton (1992), para uma situação de desenvolvimento de uma perturbação
sinóptica. Este modelo conceptual de ciclogénese pode ser melhor analisado
observando a seguinte figura, que esquematiza o desenvolvimento de uma
depressão extratropical à luz da teoria de Hirchberg e Fristch.
O diagrama esquematiza o modelo conceptual do
desenvolvimento e evolução de uma depressão extratropical, Retirado de
Hirchberg e Fristch (1991)
In Isabel Cristina Soares e JDACT, Caso de Estudo, 7 de Dezembro de
2000, Instituto de Meteorologia, Lisboa, 2001.
Cortesia
de IM/JDACT
