CIRCULAÇÃO DE HADLEY e ZONA DE CONVERGÊNCIA INTERTROPICAL

1. CIRCULAÇÃO DE HADLEY eZONA DE CONVERGÊNCIA INTERTROPICAL

2. Papel dos trópicos na circulação geral • A distribuição de radiação liquida é positiva entre 40S e 40 N e negativa na direção dos pólos a partir dessas latitudes • O aquecimento e resfriamento diferencial resultante da radiação liquida causa diferenças de pressão na superfície em função da latitude • Altas no ar frio e seco das altas latitudes • Baixas no ar quente e umido das baixas latitudes • Isso provoca uma circulação térmica direta chamada “célula de Hadley” (1735) • A teoria original de Hadley foi modificada com as observações: o ar não sobe continuamente no equador (na verdade ele desce lentamente na maior parte do tempo) a extensão da circulação não vai até os pólos, a força de Coriolis leva a 3 celulasHadley (tropical), Ferrell (latitude médias), e polar (altas latitude).

4. É observado um minimo de e namédiatroposfera • se o ar se mover damédiatroposferapara a altatroposfera, eleiriaesfria a altatroposfera (transportandoar com θemenor) • issonãoiriaexplicar o transporte de calor dos tropicospara lat. maisaltasnos altos níveis. • a unica forma do calor ser levadoaté altos níveis é atraves de convecçãoprofunda (i.e. nuvens cumulonimbus) chamadas de “torresquentes” (Riehl and Malkus 1958)

5. trade winds 35°S 0° 35°N

9. A Circulação de Hadley • Circulação meridional com ramo ascendente nas baixas latitudes e ramo descendente nos sub-trópicos • Se a Terra fosse parada, essa circulação atingiria até os pólos • O ramo ascendente está associado com a zona de máximo aquecimento solar e migra com as estações • Se a superfície da Terra fosse uniforme, o ramo ascendente deveria ser sobre o Equador • Devido à distribuição assimétrica dos continentes entre o Hemisfério Norte e Sul, e das diferentes propriedades térmicas entre a água e a terra, a posição média do ramo ascendente da célula de Hadley está em cerca de 5°N (normalmente chamado de Equador Meteorológico) • O ramo ascendente varia entre 5 S e 15 N ao longo do ano • No ramo ascendente, o calor (principalmente latente) é transportado da superficie para a alta troposfera, onde é então transportado na direção dos polos • Em cada hemisfério, a célula de Hadley é mais forte no inverno e mais fraca no verão • A célula de Hadley no hemisfério de inverno é mais forte de que sua parte correspondente no hemisfério de verão.

10. Os ventos alísios (“trade winds”) • São resultado do escoamento no lado equatorial das Altas Sub-tropicais • Sopram geralmente de ENE no HN e de ESE no HS • Se estendem sobre cerca de 20 graus no hemisfério de verão e cerca de 3 graus no hemisfério de inverno • Fluem mais para o equador no inverno do que no verão • As velocidades médias estão entre 3.6 – 7.2 m/s e s~]ao mais fortes no inverno do que no verão • Os alísios são bastante estáveis, embora haja uma grande variabilidade inter-anual • Os alísios tem uma estrutura vertical de 3 camadas: • Camada sub-nuvem – camada abaixo da base das nuvens • Camada de nuvens – • Camada de inversão – caracterizada por lapse-rates negativos e, portanto, o topo das nuvens convectivas

11. Os ventos alísios (“trade winds”) • A inversão dos ventos de alísios é uma inversão de subsidência • A altura e intensidade da inversão varia espacialmente da seguinte forma: • Zonalmente: • Altura – aumenta para oeste • Intensidade - decresce para oeste • Meridionalmente: • Altura – aumenta para o equador • Intensidade - decresce para o equador • Conforme a altura e a intensidade da inversão varia, varia também o tipo e a altura das nuvens: • - Pequenos cumulus e strato-cumulus prevalecendo no leste • - Nuvens cumulus mais altas prevalecendo mais para oeste e mais para o equador. • A variação espacial da inversão é explicada pelo fato de que a subsidência é mais forte e a convecção mais fraca, a leste das altas sub-tropicais, resultando numa inversão mais forte e mais baixa nessa região. • Quando o ar dos ventos alísios se movem para oeste e para o equador ele encontra menos subsidência, bem como convecção aumentada (já que ele recebe calor sensivel e latente dos oceanos) • Isso resulta na inversão mais fraca e mais alta para o equador e para oeste. • O aquecimento do ar quando se move para oeste ajuda a manter os alisios, resultando num abaixamento da pressão na superfície para oeste (hidrostática) • O vento máximo geralmente encontrado próximo à base da camada de nuvens • A fricção faz com que o vento aumente com a altura

12. FIG. 13. (b) Conceptual modeloftropical cumulus cloud distributions from 30N to 30S based on IOP-mean radar data and thermal stratification. Three main cloud types are indicated: shallow cumulus, cumulus congestus, and cumulonimbus. Within the shallow cumulus classification, there are two subdivisions: forced and active cumulus. Three stable layers are indicated: the trade inversion, the 0C layer, and the tropopause. Shelf clouds and cloud debris near the trade and 0C stable layers represent detrainment there. Cirrus anvils occur near the tropopause. Considerable overshooting of the trade and 0C stable layers occurs in the equatorial trough zone. Arrows indicate meridional circulation. Although double ITCZ is indicated, representing IOP-mean, this structure is transient over the warm pool and a single ITCZ often exists.

13. ZONA DE CONVERGÊNCIA INTER-TROPICAL • Região onde os alísios de cada hemisfério convergem • Também conhecido com “cavado equatorial” cavado das monções” ou “equador meteorológico” • O cavado associado à ZCI é um cavado térmico • A ZCIT tem estrutura complexa • A zona de pressão mais baixa, temperatura mais alta máxima confluência dos ventos é separada em cerca de 300-1000 km da zona de máxima nebulosidade, precipitação e convergência • O máximo de convergência ocorre mais para o equador em relação à zona de confluência do campo do vento • Uma explicação simplificada desse deslocamento é: • Quando o escoamento trans-equatorial do hemisfério de inverno entra no hemisfério de verão quando se move através do equador, a aceleração de Coriolis começa a curvá-lo anticiclonicamente • Na região de máxima curvatura anticiclonica o escoamento será mais rápido do que é quando está corrente abaixo, quando ele se torna mais reto • A desaceleração do escoamento corrente abaixo da região de máxima curvatura mas antes de atingir o cavado equatorial) resulta em convergência • A separação das regiões de máxima nebulosidade e mínima pressão é necessária para manter o cavado térmico • Se a nebulosidade fosse diretamente sobre o cavado térmico, a energia solar na superfície iria decrescer, o que seria uma retroalimentação negativa para o manutenção do cavado térmico e da máxima temperatura em superfície • O papel da TSM máxima não é completamente claro • Algumas pessoas argumentam que o máximo de TSM contribuem para a formação do cavado equatorial • Outros (e.g., Ramage) argumentam que o máximo da tsm é causada pela convergência das águas da superfície do oceano pelos ventos alísios convergentes, e é portanto, um efeito e não a causa do cavado • Há um mecanismo de retroalimentação positivo entre o oceano superior e a atmosfera que também ajuda na formação do cavado equatorial: - Quando os ventos de superfície são fortes há mais mistura no oceano superior resultando em temperaturas de superfície mais frias. - Na região do cavado os ventos de superfície são mais fracos, resultando em menos mistura oceânica o que aquece as temperaturas do oceano, que resulta em temperaturas atmosféricas mais quentes e abaixa a pressão na superfície

15. ZONA DE CONVERGÊNCIA INTER-TROPICAL http://trmm.gsfc.nasa.gov