Circulação Atmosférica Geral
Se você já fez uma viagem aos trópicos, provavelmente foi para aproveitar o clima quente. O clima próximo ao equador é tão quente porque esta área recebe a maior quantidade de radiação solar, ou energia do sol, durante todo o ano. Da mesma forma, as regiões polares são mais frias porque recebem uma quantidade muito menor e menos consistente de radiação solar anual. Como a região tropical não fica progressivamente mais quente com mais radiação solar, e as regiões polares não ficam progressivamente mais frias, deve haver alguma força para equilibrar toda essa energia para manter essas áreas em uma temperatura semiconsistente. Essa força é a circulação atmosférica.
A radiação solar no equador faz com que o ar suba bem alto na atmosfera. O ar subirá até a tropopausa , que é o limite entre a troposfera, a camada mais baixa da atmosfera, e a estratosfera, a próxima camada acima da atmosfera terrestre. O ar continuamente crescente empurrará o ar para o norte. Além disso, a força de Coriolis desvia esse vento para a direita no hemisfério norte e para a esquerda no hemisfério sul. A força de Coriolis é a força que desvia o vento devido à rotação da Terra.
À medida que o ar sobe e se afasta do equador, ele esfria e se torna mais denso. O ar mais denso volta para perto da Terra e é empurrado de volta para o equador. Eventualmente, esse ar ficará aquecido novamente devido à radiação solar, completando a célula de circulação.
Três Células de Circulação
O ar não circula em uma única célula do equador aos pólos. Em vez disso, cada hemisfério é dividido em três células de circulação. A célula de Hadley é a célula de circulação mais próxima do equador e tem ar subindo no equador e afundando perto de 30 graus. A célula de Ferrel é a célula de circulação nas latitudes médias, onde o ar sobe perto de 60 graus e afunda perto de 30 graus. A célula polar é a célula de circulação nas regiões polares. Vamos examinar um pouco mais profundamente cada uma dessas células de circulação de ar.
A célula de Hadley cria alguns dos padrões climáticos mais importantes da Terra. À medida que o ar sobe e viaja do norte para o leste, ele eventualmente cai cerca de 30 graus. Onde esse ar desce, ele cria um anel de alta pressão atmosférica. As zonas de alta pressão estão associadas a um clima calmo e seco. Portanto, a maioria dos desertos do mundo está localizada a 30 graus do equador. Depois que o ar na célula de Hadley cai de volta para a Terra, ele viaja próximo à superfície da Terra na direção nordeste ou de nordeste para sudoeste. Esses ventos de nordeste gerados pela célula de Hadley são chamados de ventos alísios .
É importante observar neste ponto que estive discutindo a circulação do ar no hemisfério norte. No hemisfério sul, os padrões de circulação são opostos porque a força de Coriolis empurra o ar na direção oposta. A célula de Hadley no hemisfério sul se eleva no equador e afunda 30 graus ao sul. O vento no topo da célula é empurrado pela força Coriolis para a esquerda. O ar ao longo da superfície da Terra viaja de volta para o equador na direção sudeste, ou para o noroeste.
Os ventos alísios de nordeste e sudeste convergem perto do equador em uma área chamada zona de convergência intertropical , ou ITCZ . O ITCZ está sempre perto do equador, mas migra ao longo do ano. Às vezes, pode ser visto em imagens de satélite como uma cadeia de nuvens perto do equador. A convergência dos ventos alísios dos hemisférios norte e sul cria algumas das tempestades mais consistentes e generalizadas da Terra.
Nas extremidades da Terra, as células polares se movem na mesma direção que as células de Hadley. O ar sobe perto de 60 graus, criando uma zona de baixa pressão, e cai perto dos pólos, criando uma zona de alta pressão. Assim como com as células Hadley, o ar é desviado pela força Coriolis. Os ventos de superfície que sopram dos pólos norte e sul a oeste são chamados de ventos polares de leste .
Estamos discutindo a célula de Ferrel por último porque ela é impulsionada pela circulação nas células Hadley e Polares. Além disso, a célula de Ferrel opera na direção oposta que as outras duas células. Aqui, o ar sobe cerca de 60 graus onde está frio e desce 30 graus onde está relativamente quente. Por que esse comportamento é oposto nas latitudes médias? Em vez de dissipar a energia da radiação solar, a célula de Ferrel está, na verdade, equilibrando a energia térmica entre as células Hadley e Polar. O ar frio desce para resfriar as regiões subtropicais e o ar mais quente, em seguida, viaja próximo à superfície para aquecer a região polar.
Curiosamente, essas células de circulação também são responsáveis pelos maiores padrões globais de vento, os jatos. As correntes de jato são ventos fortes de alta altitude associados com a ressurgência da célula de Hadley perto de 30 graus e a ressurgência da célula de Ferrel a 60 graus. Esses ventos são fortemente influenciados pelo efeito Coriolis e pela rotação da Terra, então eles fluem de oeste para leste.
Você provavelmente já ouviu falar dos fluxos de jato discutidos no contexto de voos de avião. Se você voar da costa oeste dos EUA para a Ásia, perceberá que leva muito mais tempo para voar para a Ásia do que para voltar aos EUA. Isso ocorre porque quando você está voando da Ásia de volta ao leste para os EUA , você pode pegar o jato, o que pode reduzir o seu tempo de voo em algumas horas!
Resumo da lição
Vamos revisar. O ar circula na Terra devido às variações de energia da radiação solar incidente. No equador, o ar se aquece e sobe. Este ar é empurrado para longe do equador e volta para a Terra assim que esfria e se torna mais denso. Existem três células de circulação em cada hemisfério. A célula de circulação mais próxima do equador é conhecida como célula de Hadley . Os ventos de superfície na célula de Hadley, onde o ar está viajando de volta para o equador, são conhecidos como ventos alísios .
A região tempestuosa para onde convergem os ventos alísios é a zona de convergência intertropical , ou ITCZ. As células de circulação perto dos pólos são as células polares e ocorrem onde o ar sobe perto de 60 graus e afunda perto dos pólos. A célula de circulação de latitude média é a célula de Ferrel . A célula de Ferrel tem movimento oposto às outras duas células porque está equalizando as temperaturas desiguais entre o equador e os pólos. O ar mais frio sobe perto de 60 graus e desce perto dos subtropicais. O ar mais quente então viaja ao longo da superfície em direção aos pólos.