Voltamos a estudar pra banca da ANAC e continuando com Meteorologia Aeronáutica.
Antes, a foto do dia é de um Electra II da Varig (prefixo PP-VLX) no Santos Dumont em Outubro de 1983.
Essas aeronaves marcaram uma época na nossa aviação e vale destacar os baixíssimos indíces de incidentes.
Aeronaves extremamente confiáveis que sustentaram a ponte aérea RIO-SP por muitos anos e que por fim cederam lugar ao B737-300 no início da década de 90.
Bom, voltando ao que interessa, vamos lá:
I - EQUILÍBRIO TÉRMICO DA ATMOSFERA
=> Processo adiabático - 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 como consequencia 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 penetra em áreas de pressões cada vez maiores, e em consequencia vai se comprimindo, provocando aquecimento, ou seja, ganho de temperatura por compressão, sem troca de calor com o meio ambiante. A esse processo, dá-se o nome de processo adiabático.
a) Transformações adiabáticas:
1) Razão adiabática seca
2) Razão adiabática úmida
seca => gradiente vertical do ar seco (não saturado) é igual a:
1º C / 100 m
Isso significa que o ar seco, ao se elevar na atmosfera, resfria-se na raz'ao constante de 1ºC a cada 100 metros.
Ao descer, o ar seco irá se aquecer 1ºC a cada 100 metros.
úmida => gradiente vertical dentro deo ar saturado, isto é, dentro da nuvem e que não possui valor tão constante, variando entre 0,4ºC/100m e quase 1ºC/100m.
Adota-se para cálculos práticos, o valor de 0,6ºC/100m (2ºC/1000 ft).
Outros gradientes térmicos:
* gradiente isotérmico = a temperatura não varia com a altura.
* gradiente negativo = a temperatura aumenta com a altura, caracterizando inversão térmica.
* gradiente superadiabático = todo gradiente maior que 1ºC/100 m.
* gradiente autoconvectivo = valor superadiabático máximo para o ar seco permissível na atmosfera. Seu valor é de 3,42ºC/100m
* gradiente do ponto de orvalho = a temperatura do ponto de orvalho decresce em média 0,2ºC/100 m quando uma parcela de ar se eleva na atmosfera, convectivamente.
b) Nível de Condensação Convectiva (NCC):
É o nível onde o ar saturado se condensa e dá origem à formação de nebulosidade convectiva, geralmente nuvens cúmulus. Nesse nível, a temperatura do ar é igual à temperatura do ponto de orvalho. A altura do NCC equivale à altura da base das nuvens.
Temperatura convectiva - É a temperatura que em superfície dá origem ao processo de convecção, que irá formar as nuvens cumuliformes.
Fórmula
Para se obter a altura da base da nuvem convectiva:
=> Razão adiabática seca: 1º C / 100 m.
H = 125 (TT - TdTd) onde:
H = altura em metros
125 = constante matematica
TT = temperatura convectiva na superfície (ºC)
TdTd = temperatura do ponto de orvalho na superfície (ºC)
Temperatura potencial - É a temperatura que uma parcela de ar teria se fosse levada adiabaticamente seca até o nível padronizado de 1000 hPa.
É normalmente expressa em Kelvins.
Seja uma parcela de ar com 15ºC ao nível de 1000 hPa, essa parcela subindo cerca de 400 metros irá perder 1ºC/100m, atingindo no final a temperatura de 11ºC.
Se ela retornar ao nível inicial de 1000 hPa, pela razão adiabática seca terá novamente atingido o valor de 15ºC.
A temperatura final é sempre igual à inicial desde que a parcela de mantenha não saturada e que a pressão se mantenha a mesma, no caso a 1000 hPa (padrão).
Temperatura potencial equivalente - É a temperatura que teria uma parcela de ar ao se elevar adiabaticamente seca desde o nível de 1000 hPa até atingir o NCC, ultrapassar e continuar subindo pela razão adiabática seca. Possui um valor final superior ao inicial, pois nesse processo chamado pseudoadiabático, há ganho de calor proveniente do calor latente de condensação.
Seja considerada uma parcela de ar com temperatura de 20ºC ao nível de 1000 hPa.
Ao subir, essa parcela perderá 1ºC / 100m até atingir o NCC. Supondo o NCC a 500m, o valor da temperatura aí será de 15ºC.
A parcela continuando a subir mais 500m além do NCC, agora pela razão adiabática úmida, atingirá o valor de 12ºC.
RESUMO SIMPLÓRIO
Na razão adiabática seca = 1º C / 100 m
Na razão adiabática úmida (dentro de nuvem) = 0,6ºC / 100 m
Exercícios:
1)
Nuvens cúmulus estão a 1000 m de altura. A temperatura do ponto de orvalho a 500m é de 15ºC.
Calcular a temperatura na base da nuvem.
Vamos lá:
Primeira coisa a se considerar:
A temperatura da base de uma nuvem, é igual à do ponto de orvalho nesse nível.
Logo:
A Td (temperatura do ponto de orvalho) decresce 0,2ºC / 100 m.
A 500m, o Td é 15ºC.
Se subirmos mais 500 (para chegar na base da nuvem), temos que multiplicar 0,2 x 5 = 1ºC
Portanto a temperatura na base dessa nuvem acima é de 14ºC !
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2)
Nuvens cumulus estão a 1500 m de altura. A temperatura do Td na base da nuvem é de 12ºC. Calcular a temperatura convectiva e temperatura do ponto de orvalho na superfície.
=> Processo adiabático - 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 como consequencia 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 penetra em áreas de pressões cada vez maiores, e em consequencia vai se comprimindo, provocando aquecimento, ou seja, ganho de temperatura por compressão, sem troca de calor com o meio ambiante. A esse processo, dá-se o nome de processo adiabático.
a) Transformações adiabáticas:
1) Razão adiabática seca
2) Razão adiabática úmida
seca => gradiente vertical do ar seco (não saturado) é igual a:
1º C / 100 m
Isso significa que o ar seco, ao se elevar na atmosfera, resfria-se na raz'ao constante de 1ºC a cada 100 metros.
Ao descer, o ar seco irá se aquecer 1ºC a cada 100 metros.
úmida => gradiente vertical dentro deo ar saturado, isto é, dentro da nuvem e que não possui valor tão constante, variando entre 0,4ºC/100m e quase 1ºC/100m.
Adota-se para cálculos práticos, o valor de 0,6ºC/100m (2ºC/1000 ft).
Outros gradientes térmicos:
* gradiente isotérmico = a temperatura não varia com a altura.
* gradiente negativo = a temperatura aumenta com a altura, caracterizando inversão térmica.
* gradiente superadiabático = todo gradiente maior que 1ºC/100 m.
* gradiente autoconvectivo = valor superadiabático máximo para o ar seco permissível na atmosfera. Seu valor é de 3,42ºC/100m
* gradiente do ponto de orvalho = a temperatura do ponto de orvalho decresce em média 0,2ºC/100 m quando uma parcela de ar se eleva na atmosfera, convectivamente.
b) Nível de Condensação Convectiva (NCC):
É o nível onde o ar saturado se condensa e dá origem à formação de nebulosidade convectiva, geralmente nuvens cúmulus. Nesse nível, a temperatura do ar é igual à temperatura do ponto de orvalho. A altura do NCC equivale à altura da base das nuvens.
Temperatura convectiva - É a temperatura que em superfície dá origem ao processo de convecção, que irá formar as nuvens cumuliformes.
Fórmula
Para se obter a altura da base da nuvem convectiva:
=> Razão adiabática seca: 1º C / 100 m.
H = 125 (TT - TdTd) onde:
H = altura em metros
125 = constante matematica
TT = temperatura convectiva na superfície (ºC)
TdTd = temperatura do ponto de orvalho na superfície (ºC)
Temperatura potencial - É a temperatura que uma parcela de ar teria se fosse levada adiabaticamente seca até o nível padronizado de 1000 hPa.
É normalmente expressa em Kelvins.
Seja uma parcela de ar com 15ºC ao nível de 1000 hPa, essa parcela subindo cerca de 400 metros irá perder 1ºC/100m, atingindo no final a temperatura de 11ºC.
Se ela retornar ao nível inicial de 1000 hPa, pela razão adiabática seca terá novamente atingido o valor de 15ºC.
A temperatura final é sempre igual à inicial desde que a parcela de mantenha não saturada e que a pressão se mantenha a mesma, no caso a 1000 hPa (padrão).
Temperatura potencial equivalente - É a temperatura que teria uma parcela de ar ao se elevar adiabaticamente seca desde o nível de 1000 hPa até atingir o NCC, ultrapassar e continuar subindo pela razão adiabática seca. Possui um valor final superior ao inicial, pois nesse processo chamado pseudoadiabático, há ganho de calor proveniente do calor latente de condensação.
Seja considerada uma parcela de ar com temperatura de 20ºC ao nível de 1000 hPa.
Ao subir, essa parcela perderá 1ºC / 100m até atingir o NCC. Supondo o NCC a 500m, o valor da temperatura aí será de 15ºC.
A parcela continuando a subir mais 500m além do NCC, agora pela razão adiabática úmida, atingirá o valor de 12ºC.
RESUMO SIMPLÓRIO
Na razão adiabática seca = 1º C / 100 m
Na razão adiabática úmida (dentro de nuvem) = 0,6ºC / 100 m
Exercícios:
1)
Nuvens cúmulus estão a 1000 m de altura. A temperatura do ponto de orvalho a 500m é de 15ºC.
Calcular a temperatura na base da nuvem.
Vamos lá:
Primeira coisa a se considerar:
A temperatura da base de uma nuvem, é igual à do ponto de orvalho nesse nível.
Logo:
A Td (temperatura do ponto de orvalho) decresce 0,2ºC / 100 m.
A 500m, o Td é 15ºC.
Se subirmos mais 500 (para chegar na base da nuvem), temos que multiplicar 0,2 x 5 = 1ºC
Portanto a temperatura na base dessa nuvem acima é de 14ºC !
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2)
Nuvens cumulus estão a 1500 m de altura. A temperatura do Td na base da nuvem é de 12ºC. Calcular a temperatura convectiva e temperatura do ponto de orvalho na superfície.
Sabemos que a razão adiabática SECA (pois estamos fora da nuvem) é 1ºC / 100m
Se a base da nuvem está com 12ºC, a temperatura na superfície será 12 + (15x1) = 27ºC
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3)
Nuvens cumulus estão formadas por convecção a 1000 m de altura à barlavento de uma montanha de 2000 metros de altura. A temperatura convectiva é de 25ºC. Calcular a temperatura no topo da montanha (T1), a 500 m do solo (T2) e tambem na superfície (T3) no lado do sotavento.
Antes de qualquer coisa, vamos analisar e pensar.
Do lado esquerda dessa montanha (barlavento), há formação de nuvens entre 1000 e 2000 metros, portanto ocorre razão adiabática úmida nesse trecho (de 1000 a 2000 m).
Já do outro lado (sotavento), não temos nuvem, portanto não há razão adiabática úmida.
Outra coisa:
Relembrando que a R.A.S. = 1ºC /100 m e a R.A.U = 0,6ºC/100 m.
Tendo isso em mente, vamos resolver o exercício.
1) vamos descobrir qual é a temperatura na base da nuvem (1000 metros).
T = 25 (temperatura da superfície) - (1x10) = 25 -10 = 15ºC
Beleza, achamos a temperatura na base da nuvem através da razão adiabática seca.
2) Agora precisamos descobrir a temperatura no topo da montanha (T1).
Da base da nuvem até o topo da montanha, são mais 1000 metros porém agora dentro de nuvem, ou seja, razão adiabática úmida (0,6ºC / 100 m).
Então vamos lá...
T1 = 15 - (0,6 x 10) = 15 - 6 = 9ºC
Show de bola, achamos a temperatura em T1.
3) Agora vamos começar a descer, portanto a temperatura tem que começar a aumentar.
Só que agora, do lado do sotavento não há nuvens, portanto é só razão adiabática SECA.
Vamos achar T2.
T2 = 9 + (1x15) = 9+15 = 24ºC
Tranquilo ? sim... de boa !
4) Restou então agora descobrir qual a temperatura na superfície no lado sotavento (T3) .
T2 está a 500 m de altura da superfície.
T3 = 24 + (1x5) = 24+5 = 29ºC.
De boa, sussa ...rsssssss
Vamos fazer um último exercício antes de seguirmos em frente.
=> Calcular a altura da base de uma nuvem cumulus, sabendo-se que a temperatura do ar a 800 m é de 13ºC e a temperatura do ponto de orvalho a 500m é 8ºC.
Vamos jogar essas informações num gráfico para melhor visualizarmos a situação.
Vamos resolver isso:
Primeiro vamos calcular a temperatura na superfície.
T = 13 + (1x8) = 13+8 = 21ºC (r.a.s.)
E o ponto de orvalho na superficie (TdTd)
TdTd = 8 + (0,2x5) = 8 + 1 = 9ºC
Aqui precisamos relembrar algo muito importante:
==> A variação vertical média da temperatura do ponto de orvalho é de 0,2ºC / 100m
Agora utilizando a fórmula de cálculo de temperatura de base de nuvem
H = 125 (T-Td)
H = 125 (21-9)
H = 125 (12)
H = 1500 metros !
Pronto ! Zé fini !
Alguns exercícios de fixação do conteúdo:
1) Como é chamado o instrumento que mede a pressão atmosférica ?
R. barômetro
2) Quanto maior a temperatura, a pressão será
R. menor
3) A pressão varia com a temperatura e densidade, respectivamente
R. inversamente e diretamente
4) Como é chamado o peso da coluna de ar desde o limite superior da atmosfera até um nível considerado, e que é exercida em todos os sentidos ?
R. pressão
5) A pressão atmosférica varia com
R. umidade, densidade, altitude, temperatura, etc...
6) Quanto maior a altitude, a pressão
R. diminui
7) Se diminuirmos a umidade do ar, a pressão
R. aumentará
8) A P.A. é exercida
R. em todos os sentidos
9) A pressão padrão, segundo a ISA, ajustado no altimetro para voo em rota é a
R. QNE
10) Ajuste altimétrico usado para pousos e decolagens (pressão reduzida ao nível médio do mar)
R. QNH
11) Linhas que unem pontos de mesmo valor de pressão
R. isóbaras
12) Colo é definido como
R. garganta entre duas altas e duas baixas pressões
13) As isóbaras são traçadas a cada
R. 2 hectopascal, pares.
14) Num cavado, as pressões descrescem para
R. o centro
15) Numa crista ou cunha, as pressões
R. decrescem para a periferia
16) Como é chamada uma área aberta de baixa e alta pressão respectivamente?
R. Cavado e crista ou cunha
17) Centro de alta pressão está associado a
R. bom tempo
18) Centro de baixa pressão está associado a
R. mau tempo e com pressões menores no centro.
19) O ciclone é uma área de pressão
R. baixa
20) Quanto maior a diferença entre a temperatura do ar e do ponto de orvalho, pode-se dizer que
R. o ar é mais seco
21) A porcentagem de vapor de água em um determinado volume de ar é de 3% do total. A umidade relativa do ar nesse caso é de
R. 75%
22) A pressão constante, a temperatura que o ar deverá ser resfriado para obter saturação chama-se
R. ponto de orvalho
23) Ao movimento do ar que sobe do solo aquecido, e por expansão resfria-se formando nuvens, é chamado de
R. Convecção
24) As nuvens que se formam por processo de convecção são chamadas de
R. cumuliformes
25) Correntes ascendentes e descendentes caracterizam movimento
R. convecção
26) O transporte de calor da horizontal, forma nuvens do tipo
R. estratiforme
27) O ar quente e úmido se choca com uma montanha. Mecanicamente são obrigados a se elevar, resfria-se formando nuvens.
Esse processo de formação de nuvens é do tipo
R. Orográficas.
Ok, chega de METEOROLOGIA. Vamos dar um descanso assim como fiz com REGULAMENTOS.
A partir de amanhã vamos começar a revisar CONHECIMENTOS TÉCNICOS.
Abraços,
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