Em qual nível podemos dizer que há maior umidade relativa?
a) V
b) VI
c)VIII
d) IV
e)I
Resposta: a curva do lado direito representa o perfil de
temperatura enquanto a do lado esquerdo a temperatura do ponto de orvalho.
Sabemos que quanto mais perto da temperatura do ponto de orvalho estiver a
temperatura, mais úmido será o ar.
Assim, no vível VI, o perfil do ponto de orvalho é mais próximo do perfil de
temperatura do que em qualquer outro na sondagem.
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02) Nesse mesmo diagrama em qual nível poderíamos
esperar MENOS movimento vertical ascendente?
a) na
superfície VIII
b) entre III e
IV
c) entre VIII
e V
d) entre IV e V
e) em V
Resposta: quanto
mais positiva a elevação da temperatura (lapse rate) mais estável é a
atmosfera. Dentre todas as camadas a inclinação mais positiva é percebida entre
as camadas VII e VII. Quanto mais instável é a atmosfera é mais provável que
haja movimento vertical.
03)
A razão mais provável para ___________ que começa no nível III poderia
ser____________.
a)
o ponto de orvalho, a termosfera
b)
o nível de condensação por levantamento, umidade
c)
vorticidade, presença de cisalhamento do vento
d)
espessura, lapse rate
e)
inversão, camada de ozônio
Inversão
é um aumento da temperatura com um aumento da elevação. Isso está bem claro no
nível III. O nível III muito provavelmente denota o começo da estratosfera. A camada
de ozônio reside na estratosfera e absorve radiação ultravioleta do Sol, assim
aquecendo essa camada e criando uma inversão.
04)
Que tipo de precipitação, a partir do diagrama skew-t abaixo, poderia estar
ocorrendo
a)
chuva
b)
neve
c)
pelotas de gelo
d)
chuva congelada
e)
chuva congelada ou pelotas de gelo
Resposta: pelotas
de gelo e chuva congelada ocorrem em situações de inversão quando a temperatura
à superfície é inferior a 0ºC e a temperatura mais acima é superior de 0ºC. A precipitação
começa como neve, cai através de uma camada quente na inversão e derrete
virando chuva, então cai de volta em temperaturas sub-congelantes perto da
superfície e congela como pelotas de gelo ou chuva congelada. Dependendo do
quanto a espessura da camada de ar frio está, a precipitação poderá também
congelar no contato (glaze) ou congelar completamente (sleet). Como na figura a
camada parece ser relativamente profunda as alternativas c) e d) estão
corretas.
05)
A pressão em superfície numa cidade é 850mb. A temperatura do ar é 5ºC e a
temperatura do ponto de orvalho é -5ºC. Encontre o valor (aproximado) da
umidade relativa nessa cidade, usando essas informações.
a)
68%
b)
58%
c)
48%
d)
38%
e)
76%
Nesse
corte de skew-t podemos perceber uma linha horizontal vermelha, ela foi traçada
para identificarmos o nível de pressão 850mb. A linha vertical traçada (verde) inclinada
demonstra as temperaturas, a da direita a temperatura e a da esquerda a
temperatura do ponto de orvalho. Dessas duas temperaturas com a intersecção da
linha vermelha com as verdes temos dois pontos distintos. Seguindo esses dois
pontos distintos (separadamente, um de cada vez) paralelamente às linhas
tracejadas inclinadas verdes que representam a razão de mistura saturada
encontraremos um valor aproximado para a temperatura de orvalho em torno de 3,0ºC
e para a temperatura um valor de 6,2ºC. Assim, dividindo o primeiro valor pelo
segundo encontramos a porcentagem de 0,48 ou 48%, aproximadamente.
06)
A pressão em superfície numa cidade é 1020mb. A umidade relativa é 60% e a
temperatura é 10ºC. Encontre a temperatura do ponto de orvalho com essas
informações.
a)
-3ºC
b)
0ºC
c)
3ºC
d)
6ºC
e)
0.6ºC
Resposta: pela
temperatura podemos encontrar o valor da razão de mistura saturada. Daí pela
relação da umidade relativa, que é o quociente entre a razão de mistura e a
razão de mistura saturada, podemos usar os valores dados para se obter o valor
da razão de mistura. Após sabermos o valor da razão de mistura podemos ver o
valor da temperatura do ponto de orvalho.
Da
figura abaixo podemos ver uma linha vermelha em 1020 mb, representando a
isóbara. A linha inclinada verde representa a linha traçada paralelamente à
linha de razão de mistura saturada (perceba que ela foi traçada até certo ponto
apenas para melhor enxergar o valor) cujo valor aproximada é 7.2. Esse valor é
o valor de rs e agora podemos usar na equação:
Agora
com esse valor encontrado foi traçada uma reta (reta verde clara) até o nível
de 1020mb, paralela à razão de mistura saturada, encontrando a isoterma em 1020mb
com valor aproximado de 3ºC.
07)
Suponha que a pressão em superfície seja 1000mb e a temperatura 35ºC com uma
temperatura de ponto de orvalho de 22ºC. Encontre o nível de condensação por
levantamento, aproximadamente.
a) 680 mb
b) 750 mb
c) 780 mb
d) 830 mb
e) 380 mb
Resposta: primeiro
traçou-se uma reta vermelha paralela às isóbaras para representar o nível de pressão dado 1000mb. A partir da temperatura do ponto de orvalho em 1000mb foi
traçada uma reta (para cima) azul paralela à razão de mistura saturada, até
certo ponto apenas para melhor visão do diagrama. Em seguida foi traçada uma
curva laranja partindo da temperatura 35ºC e paralela à adiabática seca, até
certo ponto. Assim há um ponto de intersecção entre essas curvas. Tal ponto
representa o Nível de Condensação por Levantamento (NCL), cujo valor é
aproximadamente 830mb, perceba na reta roxa paralela às isóbaras, que passa por
tal ponto.
08)
O nível de condensação por levantamento está localizado em 850mb e a
temperatura em superfície é 27ºC onde a pressão é 1000mb. Encontre o ponto de
orvalho na superfície.
a)
16ºC
b)
20ºC
c)
22ºC
d)
24ºC
e)
26ºC
Resposta: primeiro
foi traçado uma reta (vermelha) em 1000mb, representando a pressão em
superfície conforme dado na questão. Após com o dado de temperatura de 27ºC foi
traçada uma curva de cor azul paralela à adiabática saturada, até certo ponto.
Em 850mb foi traçada uma reta roxa representando o nível de condensação por
levantamento. Assim percebemos um ponto de intersecção entre a curva azul e a
reta roxa onde podemos traçar uma reta paralela à razão de mistura saturada
para verificarmos o valor da temperatura do ponto de orvalho que em superfície
foi de 16ºC.
09) Qual a diferença entre NCL (nível de condensação por levantamento) e NCC (nível de condensação convectiva)?
A primeira diferença a se perceber é com a temperatura em superfície. O nível de condensação por levantamento NCL ocorre quando o levantamento forçado ocorre. Uma parcela em superfície com sua temperatura e seu ponto de orvalho são forçados em relação à vertical por um mecanismo de disparo tal como uma frente, máxima vorticidade, convexidade da linha seca (a linha curvada que separa ar seco/frio e ar úmido/quente), limite de convergência, montanhas, e assim por diante. Esse ar (originalmente na superfície ou na camada limite planetária) quando sobe se resfria ao longo da lapse rate adiabática seca até a temperatura se igualar ao ponto de orvalho. Nesse ponto onde as temperaturas de igualam é o NCL, acima disso o ar se torna saturado, ou seja, quando a parcela de ar se torna saturada p NCL é atingido.
Já o Nível de Condensação Convectiva NCC não é encontrado por levantamento forçado, mas sim por um aquecimento da superfície terrestre. O ar não sobe até que a temperatura em superfície se aqueça e atinja um calor crítico com esse processo. O NCC é geralmente maior do que o NCL, pois o ar deve primeiro aquecer e depois sim subir até o NCC (lembrando que o aquecimento do ar causa decréscimo da umidade relativa e aumento entre a diferença entre temperatura e ponto de orvalho (entre o nível de pressão à superfície e um nível acima). O NCC será mais alto do que o NCL. O NCL e o NCC são encontrados pelo mesmo processo exceto a partir do NCC que a temperatura em superfície deve primeiro subir até um valor crítico (chamado temperatura convectiva) e depois uma parcela da superfície irá começar a ascender na vertical devido à flutuação positiva. Encontrar o NCC é o mesmo processo de encontrar o NCL quando o ar se aqueceu até a temperatura crítica convectiva.
10)
Encontre
a razão de mistura e a razão de mistura saturada em cada nível de pressão dado na tabela acima.
Solução:
11) Por que a laspe rate adiabática úmida não é uma constante?
A lapse rate adiabática úmida é também chamada lapse rate adiabática saturada ou úmida. É a trajetória da temperatura de uma parcela de ar saturado. A lapse rate adiabática seca é uma constante em torno de 9.8ºC/Km, entretanto, a lapse rate adiabática úmida é muito menor de uma constante. A lapse rate adiabática úmida varia de em torno 4ºC/km até próximo de 9.8ºC/km. A inclinação da adiabática úmida depende do conteúdo de umidade do ar. Quanto mais umidade (vapor d’água) contida no ar mais calor latente pode ser liberado conforme a condensação vai acontecendo (a liberação de calor latente aquece a parcela enquanto a absorção de calor latente resfria a parcela). Qualquer aquecimento por liberação de calor latente compensa parcialmente o resfriamento de ar ascendente.
No skew-t podemos perceber que as adiabáticas seca e úmida se tornam quase paralelas na troposfera superior. Isso é devido às temperaturas mais frias em níveis mais altos (ar frio não tem muito vapor d’água e então não libera muito calor latente). A inclinação da adiabática úmida é 4-5ºC/km em ar quente e úmido (a ascendência desse ar saturado libera uma grande quantidade de calor latente). Ar quente e úmido na camada limite planetária contribui para a instabilidade atmosférica. Estas parcelas quentes e úmidas, como se resfriam vagarosamente com a altura, têm uma boa chance de permanecerem mais quentes do que o ar ambiente e assim continuarão a subir. Na verdade, advecção de ar quente na camada limite planetária e advecção de umidade são o número 1 das contribuições para fazer a troposfera termodinamicamente instável (alto CAPE, LI negativo, etc).
