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terça-feira, 31 de janeiro de 2012

Massas de Ar

As Massas de Ar


As massas de ar são grandes volumes de ar que apresentam horizontalmente características físicas mais ou menos uniformes   (temperatura e umidade uniformes). Formam-se em grandes zonas planas, com áreas que podem ir até vários milhares de quilômetros, onde o ar pode estar suficientemente "parado" para adquirir as características físicas próprias da superfície  subjacente. Podem ter vários milhares de quilômetros de espessura. Conforme a zona em que se desenvolvem as massas de ar são classificadas como equatoriais (quentes e muito úmidas), tropicais (quentes) e polares (frias) ou massas de ar marítimas (geralmente muito úmidas) e massas de ar continentais (geralmente secas).
Quando uma massa de ar se desloca sobre uma superfície mais fria do que ela, tal massa de ar é chamada massa de ar quente. Se a superfície está mais quente do que ela, é chamada uma massa de ar frio.
As massas de ar frias são mais instáveis, apresentam boa visibilidade e permitem a formação de trovoadas e de nuvens cumuliformes. As massas de ar quentes são mais estáveis e estão associadas a uma visibilidade mais restrita favorecendo a formação de neblinas e nevoeiros e nuvens do tipo estratificado.
As massas de ar são o veículo da transferência de calor na atmosfera através do globo. Quando uma massa de ar se desloca, a sua parte dianteira passa a ser conhecida por frente. A massa de ar em deslocamento vai se modificando, pois encontra condições de superfície diferentes, e o seu movimento provoca variações de pressão. As massas de ar acabam por chocar umas com as outras, normalmente nas latitudes médias, produzindo a maioria dos fenômenos meteorológicos mais interessantes.
O ar de um lado da frente sopra tipicamente numa direção diferente da do outro lado o que faz com que o ar convirja (embata um no outro) ou se empilhe na zona da superfície frontal. Como o ar tem que ir para algum lado, acaba por subir e o vapor de água condensa. Se há umidade (quantidade de vapor de água) suficiente  no ar, há uma probabilidade maior de que as gotas aumentem em tamanho acabando depois por cair para terra, sob a forma de precipitação.

Em Meteorologia, a expressão massa de ar é usada especificamente para designar uma grande porção da atmosfera, cobrindo milhares de quilômetros da superfície terrestre e que apresenta uma distribuição vertical aproximadamente uniforme, tanto da temperatura, como da umidade. Isso significa que, a uma dada altitude, a temperatura do ar tem valor aproximadamente igual em qualquer ponto do interior da massa de ar, o mesmo acontecendo em relação à umidade (Figura I). Então, em uma massa de ar, as superfícies equiescalares do campo da temperatura e da umidade são superfícies de nível quase constante (estratificação) ou, em outras palavras, as componentes horizontais (meridional e zonal) dos gradientes de temperatura e de umidade têm pequena magnitude (essas grandezas variam pouco com as coordenadas horizontais).
Figura I.(M.A. Varejão, 2006) Esquema da distribuição vertical da temperatura (T) e da umidade (U) em uma
massa de ar formada sobre a Antártica.


Uma massa de ar se forma quando uma considerável porção da atmosfera estabelece um prolongado contato com uma vasta região, cuja superfície possui características aproximadamente homogêneas (oceanos, grandes florestas, extensos desertos, amplos campos de gelo). Por influência da superfície, a camada de ar termina adquirindo propriedades termodinâmicas bastante definidas no que concerne a calor e umidade. Quanto mais prolongado o contato com a superfície, mais espessa a camada de ar atingida por sua influência.
Para que o contato do ar com a superfície seja efetivamente prolongado, impõe-se uma condição dinâmica: a presença de um amplo anticiclone na região, assegurando divergência à superfície, o que implica a ocorrência de ventos fracos, os quais provocam pequena turbulência mecânica. Essa turbulência é indispensável à mistura do ar e a conseqüente distribuição espacial de suas propriedades físicas. Não existindo vento, a camada atmosférica, modificada por influência da superfície, seria muito menos espessa. Por outro lado, se a velocidade do vento fosse grande, haveria intensa turbulência, atingindo uma camada atmosférica muito mais espessa, o que dificultaria a formação da massa de ar.
Os oceanos, os desertos, as grandes áreas cobertas de gelo e as extensas florestas são, a priori, áreas potencialmente propícias à formação de massas de ar, face à uniformidade que apresentam. Quando uma dessas áreas se encontra sob a ação de um vasto anticiclone, têm-se satisfeitos todos os requisitos necessários à gênese de uma massa de ar.

De um modo geral, as áreas mais favoráveis à formação de massas de ar situam-se nas cercanias dos pólos e nas faixas anticiclônicas centradas em torno de 30º de latitude, em ambos os hemisférios. Na zona equatorial, embora existam grandes florestas e extensas áreas oceânicas, não se verifica a condição dinâmica exigida à gênese de massas de ar, exatamente por se tratar de uma zona de baixa pressão à superfície, com forte convergência de ventos e, conseqüentemente, intensa convecção. Fato semelhante acontece na Zona de Convergência Extra-tropical dos hemisférios norte e sul.


Propriedades das Massas de Ar

As massas de ar adquirem as propriedades da superfície subjacente e são classificadas de acordo com seu local de origem. As características geográficas das massas de ar podem ser: tropical, polar, ártica ou antártica. Quanto às propriedades de superfície as massas de ar podem ser caracterizadas como marítimas ou continentais.
As características da região fonte se intensificam mais se a massa de ar permanece sobre a região fonte por um longo período.


Classificação das Massas de Ar

As enumerações que seguem referem-se às localizadas na Figura II.

1) Massa de Ar Equatorial Continental
A massa de ar equatorial continental é uma massa de ar quente e úmida (úmida em face de ser originada na parte ocidental da região amazônica), dominando a porção nordeste da Amazônia quase o o ano todo.

2) Massa de Ar Equatorial Atlântica
A massa de ar equatorial atlântica é uma massa de ar quente e úmida, dominando a parte litorânea da Amazônia e do Nordeste em alguns meses do ano, tendo seu centro de origem no Oceano Atlântico.

3) Massa de Ar Continental Tropical
A massa de ar tropical continental é uma massa de ar quente e seca que se origina da depressão do Chaco e abrange uma área muito limitada, pois permanece em sua região de origem durante quase todo o ano.

4) Massa de Ar Tropical Atlântica
A massa de ar tropical atlântica é uma massa de ar quente e úmida sendo originada do Oceano  Atlântico Tropical de 10°N a 25°S  nas imediações do trópico de Capricórnio, exercendo uma influência sobre a parte litorânea do Brasil. 

5) Massa de Ar Polar Atlântica
A massa de ar polar atlântica é uma massa de ar fria e úmida e forma-se nas porções do Oceano Atlântico próximas à Patagônia. A massa de ar polar atlântica atua mais no inverno quando entra no Brasil como uma frente fria, provocando chuvas e queda de temperatura. 


Ainda há a massa de ar polar continental que é fria, seca, instável e rasa (3 a 4 Km), por condução, o ar em contato com a superfície se esfria, ocorrendo resfriamento do topo por divergência do fluxo radiativo, aprofundando a camada. Esta massa de ar não se inclui nas características da América do Sul pois sofre grandes transformações ao cruzar o oceano.

Figura II. Sene & Moreira, 1998. Massa de ar  que atuam no Brasil (Verão/Inverno).


LEMBRETE:

* ar continental polar seco e frio que se move sobre uma superfície mais quente se torna então mais instável;
* ar polar marítimo e úmido que está sendo resfriado por uma superfície mais fria tornando-se estável;


Modificação das massas de ar


Caso a massa de ar seja aquecida por baixo ocorre um aumento de instabilidade, caso contrário, sendo resfriada por baixo ocorre uma diminuição da instabilidade. Ocorrendo aumento da umidade pela superfície subjacente haverá precipitação de uma camada superior.
Caso haja diminuição da umidade por condensação há adição ou remoção de calor latente por condensação ou evaporação.
Se há mistura turbulenta em baixos níveis há transferência de calor e umidade para cima. 
Se ocorre levantamento de grande escala há convergência em baixos níveis.
Se ocorre subsidência de grande escala de uma camada há convergência em altos níveis.


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