Apostila de Meteorologia PILOTO PRIVADO

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Apostila de Mete orologia PILOTO PRIVADO - slide pdf.c om

UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI CURSO SUPERIOR DE AVIAÇÃO CIVIL

METEOROLOGIA AERONÁUTICA PILOTO PRIVADO

Professor Dr. Edson Cabral São Paulo 2010

http://slide pdf.c om/re a de r/full/a postila -de -mete orologia -piloto-pr iva do

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO À METEOROLOGIA AERONÁUTICA.....................................................3 2. ATMOSFERA..................................................................................................................13 3. BALANÇO DE ENERGIA E RADIAÇÃO........................................................................16 4. TEMPERATURA.............................................................................................................21 5. UMIDADE.......................................................................................................................28 6. PRESSÃO ATMOSFÉRICA............................................................................................35 7. MASSSAS DE AR E FRENTES.....................................................................................45 8. ALTIMETRIA...................................................................................................................50 9. VISIBILIDADE, NUVENS E NEVOEIROS......................................................................58 10. TROVOADAS...............................................................................................................69 11.CÓDIGOS METEOROLÓGICOS..................................................................................73 12. CARTAS METEOROLÓGICAS....................................................................................89 13 ESTABILIDADE ATMOSFÉRICA..................................................................................91 14.TURBULÊNCIA.............................................................................................................95 15. VENTOS E CIRCULAÇÃO ATMOSFÉRICA..............................................................100 16. FORMAÇÃO DE GELO..............................................................................................109 LISTAS DE TESTES.........................................................................................................115

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1. INTRODUÇÃO À METEOROLOGIA AERONÁUTICA A Meteorologia é a ciência que estuda os fenômenos da atmosfera e se divide em: Pura: voltada para a área da pesquisa – meteorologia sinóptica, dinâmica, tropical, polar etc. Aplicada: voltada para uma atividade humana – meteorologia marítima, aeronáutica , agrícola, bioclimatologia etc. A Meteorologia Aeronáutica é o ramo da meteorologia aplicado à aviação e que visa, basicamente, a segurança , a economia e a eficiência dos vôos. A Meteorologia Aeronáutica vem obtendo, nas últimas décadas, um alto grau de desenvolvimento de técnicas de observação/previsão e sofisticação de equipamentos, acompanhando paralelamente a evolução da aviação e, nisso contribuindo para um maior grau de segurança e economia das operações aéreas.

1.1. BREVE CRONOLOGIA DA METEOROLOGIA A PARTIR DO SÉCULO XX 

1920 – A Organização Meteorológica Internacional (OMI) cria a Comissão Técnica de Meteorologia Aeronáutica;


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Anos 30 – a meteorologia tem grande impulso com a elaboração da teoria das frentes (Escola Norueguesa);

Figura 1 – Aeronave da Marinha Norte Americana com um meteorógrafo preso às asas registrando pressão, temperatura e umidade em 13 de dezembro de 1934. fonte: http://www.photolib.noaa.gov/historic/nws/nwind18.htm

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Anos 30 (final) – introdução da Radiossonda:

Figuras 2 e 3 – Meteorologistas preparando e lançando radiossondas Fonte: http://www.noaa.gov

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Anos 40 – utilização do Radar na Meteorologia;

Figura 4 - Radar de superfície Fonte: http://www.noaa.gov


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Anos 50 (início) – introdução da previsão meteorológica numérica (Análise Sinótica e Previsão de Macro-Escala); 1954 - A Organização de Aviação Civil Internacional (OACI/ICAO) e a Organização Meteorológica Mundial (OMM/WMO) firmam acordo de mútua cooperação;

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1960 – Lançamento do 1o satélite meteorológico – TIROS ;

Figuras 5 e 6 – Fotografia do equipamento e da primeira imagem do Satélite TIROS Fonte: http://www.noaa.gov.


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Últimas décadas – Aplicação do Radar Doppler na Aviação;

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1994 – Implantação do Supercomputador do INPE

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Tempos recentes – difusão crescente da Internet na troca de informações meteorológicas e melhoria dos modelos de previsão e nos equipamentos de detecção de fenômenos adversos à aviação (turbulência, nevoeiros etc.).

1.2. ORGANIZAÇÃO DA METEOROLOGIA Dois organismos internacionais ligados à ONU (Organização das Nações Unidas) regem as atividades ligadas à Meteorologia Aeronáutica em âmbito mundial: a OACI (Organização de Aviação Civil Internacional) ou ICAO (International Civil Aviation Organization), com sede em Montreal (Canadá) e a OMM (Organização Meteorológica Mundial) ou WMO (World Meteorological Organization), com sede em Genebra (Suíça). A OACI é o órgão dedicado a todas as atividades ligadas à aviação civil internacional, sendo um de seus principais objetivos possibilitar a obtenção de informações meteorológicas necessárias para a maior segurança, eficácia e economia dos vôos. A OMM é um organismo das Nações Unidas, que auxilia tecnicamente a OACI no tocante à elaboração de normas e procedimentos específicos de Meteorologia para a aviação, assim como no treinamento de pessoal da área. Em termos globais, existem dois Centros Mundiais de Previsão de Área ou WAFC (World Area Forecast Center), Washington e Londres, responsáveis pela elaboração de Cartas Meteorológicas de Tempo Significativo (SIGWX) e de Cartas de Vento em vários níveis de altura (WIND


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ALOFT PROG) de várias partes do planeta, além de diversos Centros Nacionais de Meteorologia Aeronáutica (CNMA). No Brasil, o Centro Nacional de Meteorologia Aeronáutica (CNMA) é o órgão que coleta todas as informações meteorológicas básicas fornecidas pela rede de estações meteorológicas e posteriormente faz a análise e o prognóstico do tempo significativo para sua área de responsabilidade – entre os paralelos 12 o N/40 O S e meridianos 010 O W/080 O W. As Cartas de tempo significativo (SIGWX) são repassadas aos demais centros da rede, além das previsões recebidas dos Centros Mundiais de Previsão (WAFC) e outras informações meteorológicas de interesse aeronáutico. Para desempenhar as atividades relacionadas à navegação aérea, a meteorologia brasileira está estruturada sob a forma de uma rede de centros meteorológicos (RCM) e estações de coleta de dados meteorológicos (REM). Além do Centro Nacional de Meteorologia Aeronáutica, existem outros Centros Meteorológicos Nacionais como os Centros Meteorológicos de Aeródromo (CMA), localizados em aeródromos com o objetivo de prestar apoio meteorológico à navegação aérea e classificados em classes de 1 a 3, de acordo com suas atribuições, assim como os Centros Meteorológicos de Vigilância (CMV) responsáveis por monitorar as condições meteorológicas de sua área de vigilância, apoiando os órgãos de Tráfego Aéreo e as aeronaves que voam em suas respectivas Regiões de Informação de Vôo (FIR)) e expedindo as mensagens AIRMET e SIGMET. Os Centros Meteorológicos de Aeródromo Classe I são responsáveis pela elaboração de mensagens do tipo TAF (Terminal Aerodrome Forecast), GAMET, WS WARNING e Avisos de Aeródromo, que serão abordados de forma detalhada no capítulo de Códigos Meteorológicos.


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Completando a Rede de Centros, existem também os Centros Meteorológicos Militares (CMM), que atuam exclusivamente para atender a aviação militar. A R ede de E stações M eteorológicas é composta, por sua vez, de Estações Meteorológicas de Superfície ( EMS ), Estações Meteorológicas de Altitude ( EMA ), Estações de Radar Meteorológico ( ERM ) e Estações de Recepção de Imagens de Satélite ( ERIS ). A Rede de Estações Meteorológicas coleta, processa, registra e difunde dados meteorológicos de superfície e altitude visando dar suporte à navegação aérea. As Estações Meteorológicas de Superfície (EMS), classificadas em classes 1, 2 e 3, de acordo com suas características, objetivam coletar e processar dados meteorológicos de superfície para fins aeronáuticos e sinóticos e são localizadas em aeródromos. São responsáveis pela confecção dos Boletins METAR e SPECI, com as condições meteorológicas dos aeroportos, indicando as condições de vento, temperatura, visibilidade, alcance visual na pista, nebulosidade, condição geral do tempo, pressão, dentre outros.


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Figura 7. Mapa de localização das Estações Meteorológicas de Superfície (EMS) no território brasileiro sob jurisdição do DECEA. Fonte: http://www.inmet.gov.br/

As Estações Meteorológicas de Altitude (EMA) coletam, por intermédio de Radiossondagem, dados de pressão, temperatura, umidade, direção e velocidade do vento, em vários níveis da atmosfera. No território brasileiro os balões meteorológicos são lançados em dois horários fixos diariamente, às 09h00 local (12h00UTC) e às 21h00 local (00h00 UTC). No estado de são Paulo as radiossondagens são realizadas na EMA do Aeroporto do Campo de Marte.


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Figura 8. Mapa de localização das Estações Meteorológicas de Altitude (EMA) no território brasileiro Fonte: http://www.inmet.gov.br/html/rede_obs/imgs/est_altitude_18dez03.jpg

Figura 9. Lançamento de balão meteorológico no Aeroporto do Campo de Marte. Fonte: Cabral, E.


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As Estações de Radar Meteorológico (ERM) tem como escopo realizar a vigilância contínua na área de cobertura dos radares e divulgar as informações obtidas de forma rápida e confiável aos Centros Meteorológicos de Vigilância.

Figura 10. Mosaico de imagens de radar meteorológico do dia 12 de agosto de 2010. Fonte: http://www.redemet.aer.mil.br

As Estações de Recepção de Imagens de Satélites (ERIS) tem como objetivo obter as imagens de satélites meteorológicos nos canais visível e infravermelho, complementando os dados necessários para os centros meteorológicos para a elaboração de previsões. A responsabilidade das atividades da meteorologia aeronáutica no Brasil está a cargo do Departamento de Controle do Espaço Aéreo – DECEA (do


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Comando da Aeronáutica) e da Empresa Brasileira de Infra-Estrutura Aeroportuária (INFRAERO), que é responsável, nesse sentido, por uma grande parte desses serviços em todo o território nacional. Como membro da OACI, o Brasil assumiu compromissos internacionais com vistas a padronizar o serviço de proteção ao vôo de acordo com os regulamentos dessa organização. Sendo assim, o DECEA normaliza e fiscaliza os serviços da área de Meteorologia conforme os padrões da OMM, OACI e interesses nacionais.

ONU OACI (ICAO)

OMM (WMO)

COMANDO DA AERONÁUTICA

DECEA

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO INMET

COMANDO DA MARINHA

DHN

CNMA

REM

RCM

EMS EMA ERM

CMA CMV CMM

Figura 11 – Organograma de organizações da área de Meteorologia. Fonte: Organizado por Cabral, E.


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2. ATMOSFERA O primeiro papel da atmosfera no clima é o efeito térmico regulador, além de proteger o planeta contra meteoritos. Na hipótese de sua ausência, a temperatura diária oscilaria entre 110ºC de dia e -185ºC durante a noite. Esquematicamente, a atmosfera é um envoltório gasoso que se compõe de 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e 1% de outros gases (argônio (0,92%), hélio, hidrogênio, óxido de carbono, dióxido de carbono, amônia, neônio, xenônio, ozônio etc.). Além disso, contém vapor d’água, água em estado líquido, sob forma de gotículas em suspensão, cristais de gelo e micro-partículas (poeira, cinzas e aerossóis). O vapor d’água, apesar do importante papel na existência dos inúmeros fenômenos meteorológicos, se apresenta em quantidades variáveis, porém não faz parte da composição básica da atmosfera. A atmosfera é composta por várias camadas: Troposfera, Tropopausa, Estratosfera, Ionosfera ou Termosfera, Exosfera e Magnetosfera. A Troposfera é a camada mais próxima da superfície terrestre e sua altura varia, conforme a latitude: 

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7 a 9 km nos pólos (maior compressão dos gases devido à menor temperatura) 13 a 15 km nas latitudes temperadas 17 a 19 km no equador (atmosfera mais expandida devido à maior temperatura)


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Nas faixas de baixas latitudes, próximas ao equador, a maior incidência de radiação solar faz com que as moléculas de ar sejam mais expandidas e a altura da troposfera seja maior e, em direção aos polos, com temperaturas cada vez menores, a troposfera se torna cada vez menor. Grande parte dos fenômenos meteorológicos ocorre na Troposfera, devido ao alto teor de vapor d’água, a existência dos núcleos de condensação ou higroscópios (areia, poeira, sal, fuligem, pólens, bactérias etc.), e ao aquecimento ou resfriamento por radiação. Cerca de 75% do ar atmosférico se concentra nesta camada. Na Troposfera a temperatura decresce com a altitude, na vertical, da ordem de, aproximadamente, 0,65ºC/100 m ou 2ºC/1.000 ft (gradiente térmico vertical). A Tropopausa, por sua vez, é a camada que separa a parte superior da Troposfera da Estratosfera; possui cerca de 3 a 5 km de espessura e, da mesma forma que a Troposfera, é mais alta na área do Equador do que em direção aos Pólos. A principal característica da Tropopausa é a isotermia, ou seja, seu gradiente térmico vertical é isotérmico, com a temperatura praticamente invariável na vertical, com um valor médio de –56,5ºC. A Estratosfera é a camada seguinte da atmosfera, que alcança até aproximadamente 70 km de altitude. A principal característica desta camada é o aumento da temperatura com a altitude (inversão térmica). Entre 20 e 50 km de altitude se verifica a Ozonosfera , ou camada de ozona ou ozônio, que atua como um filtro protegendo a Terra contra a radiação ultravioleta.


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A Ionosfera ou Termosfera é uma camada eletrizada, que vai de 70 km até cerca de 400 a 500 km de altitude. A ionização da camada ocorre pela absorção dos raios gama, raios X e ultravioleta do Sol. Esta camada auxilia na propagação das ondas de rádio. A Exosfera tem seu topo a aproximadamente 1.000 km de altitude, com a mudança da atmosfera terrestre para o espaço interplanetário; esta camada também é muito ionizada, porém o ar é muito rarefeito, impossibilitando a filtragem de radiação solar. A Magnetosfera é o próprio espaço interplanetário, cujo limite varia em torno de 60.000 a 100.000 km da Terra.

Figura 12 – Camadas da atmosfera Fonte: http://www.fisicaecidadania.ufjf.br/conteudos/outros/meteorologia/meteorologia3.html


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3. BALANÇO DE ENERGIA E RADIAÇÃO A transferência da energia gerada pelo sol ocorre por radiação e, devido a isso, esta energia é chamada radiação solar. Ela se propaga no espaço em todas as direções através de ondas eletromagnéticas, por meio de vibrações em diferentes comprimentos de onda. Conforme a Lei de Wien, o comprimento de onda dominante de uma emissão é inversamente proporcional à sua temperatura absoluta, Assim, o sol, corpo considerado quente, com temperatura média de 5700ºC, emite predominantemente em ondas curtas e a Terra, corpo considerado frio, com temperatura média de 15ºC, em ondas longas. O sol emite radiação praticamente em todos os comprimentos de onda, dentro do espectro eletromagnético, mostrado na figura 12, embora 99% estejam entre 0,2 e 4 micra (milésima parte do milímetro): 

IV (infravermelho) > 0,74 micra

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UV (ultravioleta) < 0,36 micra

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Luz visível ou radiação visível entre 0,36 e 0,74 micra

Figura 13 – Esquema do espectro eletromagnético Fonte: http://www.vision.ime.usp.br/~ronaldo/mac0417-03/aula_02.html


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A energia solar, ao penetrar na atmosfera, é parcialmente absorvida por constituintes do ar (O3, CO2, vapor d’água etc) sofrendo uma atenuação. A energia solar absorvida pela superfície da Terra provoca seu aquecimento. A superfície aquecida passa a irradiar calor, uma parte é absorvida por nuvens e por partículas em suspensão e outra é devolvida à superfície, se constituindo no Efeito Estufa, que é intensificado com a poluição atmosférica e tende a tornar a Terra mais aquecida.

Figura 14 – Esquema do efeito estufa http://www.ecoequilibrio.hpg.ig.com.br


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A radiação solar incidente em um ponto da superfície da Terra pode vir diretamente do sol (radiação direta) ou decorrer da ação de espalhamento da atmosfera (radiação difusa) – reflexão causada pelas nuvens e por poeiras encontradas na atmosfera, conforme mostrado na figura 14. Para um dado ponto da superfície chama-se radiação global à soma da contribuição direta com a difusa. Na região equatorial se verifica o máximo de radiação difusa (muitas nuvens), enquanto que a radiação direta é máxima entre 20º e 30º de latitude (norte e sul) – regiões desérticas, com menor nebulosidade.

Figura 15 – Esquema de balanço de radiação solar. Fonte: http://www.geocities.com/RainForest/Jungle/3434/problemas/estufa.htm

Outro conceito importante é o de radiação líquida, diferença entre energia recebida e refletida; é justamente essa energia resultante que vai ativar os fenômenos meteorológicos como os nevoeiros, as nuvens e as precipitações.


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O albedo, por sua vez, é a relação entre o total de energia refletida e o total da energia que incide sobre uma superfície. O albedo médio da Terra é 0,35 (35%). As superfícies claras como neve ou topos de nuvens cumuliformes (cumulus e cumulonimbus) apresentam alta refletividade (albedo) e superfícies escuras como o asfalto apresentam baixa refletividade e altas taxas de absorção. A seguir são mostradas duas tabelas com valores de albedo, ou taxas de refletividade, em vários tipos de nuvens e várias superfícies distintas. TABELA 1- ALBEDO DE VÁRIOS TIPOS DE NUVENS: TIPO DE NUVEM ALBEDO % Cumuliforme 70-90 Cumulonimbus: Grande e Espessa Stratus (150-300 metros de espessura) Stratus de 500 metros de espessura, sobre o oceano Stratus fino sobre o oceano Altostratus Cirrostratus Cirrus sobre o continente

92 59-84 64 42 39-59 44-50 36

Fonte: AYOADE, 1986, p. 28


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TABELA 2 - ALBEDO DE VÁRIOS TIPOS DE SUPERFÍCIE SUPERFÍCIE Solo negro e seco

ALBEDO 14 %

Solo negro e úmido Solo nu Areia Florestas Campos naturais Campos de cultivo secos Gramados Neve recém-caída Neve caída há dias semanas Gelo Água, altitude solar > 40° Água, altitude solar 5-30° Cidades

8 7-20 15-25 3-10 3-15 20-25 15-30 80 ou

50-70 50-70 2-4 6-40 14-18

Fonte: AYOADE, 1986, p. 29


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04. TEMPERATURA A temperatura pode ser definida como o grau de calor de uma substância ou a medida da energia de movimento das moléculas: um corpo quente consiste de moléculas movimentando-se rapidamente e vice-versa. Instrumentos – As temperaturas são medidas pelos termômetros e registradas pelos termógrafos. O aumento ou diminuição da temperatura faz com que o líquido contido no interior dos termômetros (mercúrio ou álcool) se expanda ou retraia dando uma indicação numérica, em uma das seguintes escalas termométricas – Celsius, Fahrenheit, Kelvin. Na escala Celsius (ºC) o zero corresponde à temperatura de solidificação da água e 100ºC de sua ebulição. Na escala Fahrenheit (ºF) o zero ºC corresponde a 32ºF e 212ºF a 100ºC. Na escala Kelvin (ºK), por sua vez, o zero corresponde a –273ºC ou zero absoluto. Nos aeroportos o parâmetro temperatura é medido pela leitura do termômetro de bulbo seco de um psicrômetro indicando a temperatura do ar e, em alguns aeródromos, por meio de um termômetro colocado acima de uma placa semelhante à pista do aeródromo, mostrando a temperatura do ar ambiental da pista. Em altitude, obtém-se a indicação de temperatura por meio de termômetros no interior das aeronaves e também nos balões de radiossondagem. Em estações meteorológicas de superfície de aeródromos que não operam 24 horas, são utilizados também os termômetros de máxima e mínima.


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Figura 16 – Termógrafo Fonte: http://www.meteochile.cl

Figura 17 – Termômetro de máxima e mínima Fonte: http://www.meteochile.cl


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Figura 18 - Sensor de temperatura de pista do Aeroporto de Guarulhos Fonte: CABRAL, E.

Conversão – Tendo em vista as diferentes Escalas Termométricas, em algumas situações é necessário fazer a conversão, por exemplo, da escala Celsius em Fahrenheit e vice-versa, conforme fórmula mostrada abaixo.

C = F- 32 5 9 Obs.: Nos computadores de bordo existe uma régua para a conversão das respectivas escalas. Propagação do calor – A propagação do calor na atmosfera é feita por intermédio de 4 processos: Radiação: ocorre com a transferência do calor através do espaço; ex.: radiação solar – com a transformação de energia térmica do sol (6000ºK) em radiação eletromagnética (ondas curtas) que atingem a atmosfera e a superfície terrestres.


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Condução: é a transferência de calor de molécula a molécula, como por exemplo, nos metais. O ar rarefeito, por sua vez, é um péssimo condutor de calor, assim como elementos como cortiça, amianto, feltro, lã etc. Ex.: Ao aquecermos continuamente a ponta de uma haste de ferro ocorrerá o aquecimento de toda a sua superfície pelo processo de condução de calor. Convecção: transferência de calor por meio de movimentos verticais do ar, com a formação de correntes ascendentes e descendentes, denominadas “correntes convectivas”. Ex.: Em um dia de verão, a radiação solar aquece a superfície de uma região e o ar na camada inferior da troposfera, por se tornar mais leve e quente, ascende para níveis mais elevados por meio das correntes convectivas, podendo formar nuvens cumulus e posteriormente cumulonimbus. Advecção: transferência de calor por intermédio de movimentos horizontais do ar como, por exemplo, pelo transporte pelos ventos.

Figura 19 – Mecanismos de transferência de calor Fonte: GRIMM


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Densidade do ar: a densidade pode ser definida como a relação entre a massa ou quantidade de determinada substância e o seu volume. Nos níveis inferiores da atmosfera o ar apresenta uma maior concentração de moléculas, diminuindo conforme aumenta a altitude; portanto, a densidade do ar é inversamente proporcional à altitude. A temperatura também influi na densidade do ar, visto que, por exemplo, o ar quando aquecido se torna mais leve e se expande (menor densidade). Temperaturas do ar em voo – Os termômetros colocados a bordo das aeronaves sofrem pequenos erros, durante os vôos, devido à radiação solar direta, a compressão e o atrito do ar. Com relação a esse parâmetro, existem os seguintes tipos de leituras de temperatura de bordo: IAT (Indicated Air Temperature) – temperatura indicada no termômetro de bordo.

CAT (Calibrated Air Temperature) – temperatura indicada mais a correção instrumental. TAT (True Air Temperature) – temperatura do ar verdadeira; é a temperatura calibrada mais a correção do erro provocada pelo atrito do ar com a aeronave. Variação da temperatura Diária - Devido ao movimento de rotação da terra, existe uma variação diurna/noturna da temperatura, sendo que o seu valor máximo ocorre por volta das 16 horas, após o aquecimento da superfície e o valor mínimo próximo do nascer do sol.


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Latitudinal - De acordo com a curvatura e a inclinação da terra, a região que mais recebe energia solar, durante o ano, é a localizada entre as latitudes de 23º N e 23ºS (região tropical) e dentro desta, existe uma região mais aquecida – equador térmico, cuja posição média é 5ºN, variando em latitude de acordo com a estação do ano. Sazonal - Em razão das diferentes estações do ano, motivada pela inclinação do eixo norte-sul da Terra, conjuntamente com o movimento de translação (revolução) – movimento da terra em torno do sol, verifica-se uma variação sazonal das temperaturas no globo terrestre. Ocorre um movimento aparente do sol desde o Trópico de Câncer, em junho até o Trópico de Capricórnio, em dezembro. Nos meses de março e setembro a radiação solar se distribui de maneira semelhante nos dois hemisférios, porém, nos demais períodos, sempre um dos hemisférios está mais exposto à radiação solar.

Amplitude térmica – é a diferença entre as temperaturas máxima e mínima de um local. Os desertos, por exemplo, devido à baixa umidade relativa do ar e quase ausência de nuvens, possuem alta amplitude térmica diária, podendo variar de –30ºC (noite) até cerca de 50ºC (dia). As regiões litorâneas, tendo em vista a existência de maior umidade no ar (regulador térmico) podem apresentar, por exemplo, extremos de temperatura de 30ºC (dia) e 20ºC (noite). Gradiente térmico vertical – é a variação da temperatura com a altitude, tendo em vista a distribuição decrescente de moléculas de ar na troposfera. O gradiente térmico vertical padrão na troposfera é da ordem de 0,65ºC/100 m ou 2ºC/1000 pés (ft).


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Inversão térmica – é o fenômeno natural que ocorre quando, em uma determinada porção da atmosfera, a temperatura aumenta com a altitude. É comum nos períodos de outono e inverno devido ao resfriamento da superfície durante as noites e madrugadas e o surgimento de uma camada superior de inversão. Próximo à superfície é comum a formação de nevoeiros de radiação. Outros tipos de inversão térmica podem estar associados a frentes e subsidência em altitude.

Figura 20. Esquema de situações atmosféricas com e sem inversão térmica.

Fonte: http://www.agracadaquimica.com.br/index.php?acao=quimica/ms2&i=5&id=124

Obs: O sol é a única fonte de energia importante para a terra. A energia solar é a causa responsável por todos os fenômenos meteorológicos que ocorrem na atmosfera terrestre. A energia solar, ao atingir a superfície da terra, provoca seu aquecimento e essa superfície passa a irradiar calor e atuar nos processos atmosféricos.


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5. UMIDADE A umidade atmosférica é o teor de vapor d’água presente na atmosfera. As fontes de umidade principais se encontram nos oceanos, lagos, pântanos, solo úmido e vegetação. Em relação à umidade atmosférica, duas são as formas de mensurá-la, calculando a umidade absoluta e também a umidade relativa. A umidade absoluta é a quantidade, em gramas, de vapor d’água por unidade de volume, em metros cúbicos, de ar. O máximo de vapor d’água que o ar pode conter é 4% de seu volume (significando ar saturado com 100% de Umidade Relativa) e este é proporcional à temperatura, ou seja, quanto maior a temperatura, maior o conteúdo de umidade que uma parcela de ar poderá conter, conforme mostrado na tabela 3. TABELA 3 – VALORES DE CONTEÚDO DE UMIDADE NO PONTO DE SATURAÇÃO PARA VÁRIAS TEMPERATURAS (Gates, 1972) Temperatura (ºC) -15 -10 -5 0 10 15

Conteúdo de umidade (g/m³) 1,6 2,3 3,4 4,8 9,4 12,8

20 25 30 35 40

17,3 22,9 30,3 39,6 50,6

Fonte: Ayoade, J.O., 1986, p. 144


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O ar úmido é mais leve que o ar seco, pois as moléculas de vapor d’ água (peso molecular) são mais leves que as moléculas de nitrogênio e oxigênio. A umidade relativa , por sua vez, indica a concentração de vapor d’água na atmosfera. É a relação entre a quantidade de vapor d’água existente no ar e o que poderia conter sem ocorrer saturação em condições iguais de temperatura e pressão. O excedente condensa, isto é, volta ao estado líquido sob a forma de gotículas (nevoeiros ou nuvens), podendo ficar em suspensão na atmosfera ou precipitar-se. Mede-se a umidade relativa com o psicrômetro (por intermédio de tabelas) ou diretamente com o higrômetro. Ex.: 1% de vapor d´água = 25% UR O psicrômetro é formado por um par de 2 termômetros de onde se extrai a temperatura do ar, temperatura do bulbo úmido, ponto de orvalho (temperatura até a qual o ar precisa resfriar-se para que o teor de umidade atinja a saturação) e umidade relativa do ar. Outro conceito importante é o de temperatura do ponto de orvalho , definido como aquela até a qual o ar precisa resfriar-se para que o teor de umidade atinja a saturação. Obs.: Nos Boletins METAR aparece juntamente com a temperatura do ar – ex.: 20/15 (temperatura do ar 20ºC e temperatura do ponto de orvalho 15ºC); a diferença entre esses dois valores indica maior ou menor umidade relativa do ar.


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CICLO HIDROLÓGICO O ciclo hidrológico “inicia-se” com a evaporação (transformação de um líquido em gás ou vapor) das superfícies líquidas do planeta. Estima-se que evaporação média anual dos oceanos seja de 1.400 mm. Cerca de 20% desse volume é transferido para os continentes, onde vai provocar precipitação. O processo é dez vezes mais intenso nas latitudes intertropicais em relação às médias e altas e mais importante no hemisfério sul, que tem 4/5 de sua superfície ocupada por oceanos.

Figura 21. Ciclo hidrológico Fonte: http://sustentavel-habilidade.blogspot.com/

Na atmosfera, dentro do Ciclo hidrológico, ocorrem várias mudanças de estado, como a sublimação, condensação, solidificação, evaporação e fusão, conforme detalhamento a seguir.


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Sublimação – vapor – sólido (vapor d’água para cristais de gelo) ou sólido-vapor (cristais de gelo para vapor d’água) – ex: formação de nuvens cirrus.

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Condensação – estado gasoso – estado líquido (vapor d’água para gotículas) – ex.: nuvens e nevoeiros.



Solidificação (congelação) – estado líquido – estado sólido.



Evaporação – estado líquido – estado de vapor

 Evaporação – natural (superfícies como lagos e oceanos) 

Ebulição (artificial)

 Fusão

– estado sólido – estado líquido – ex: derretimento de neve ou granizo.

HIDROMETEOROS

São fenômenos meteorológicos formados pela agregação de moléculas de vapor d´água em torno de núcleos de condensação ou higroscópicos (sal marinho, fuligem, pólens, poeira, areia) por meio dos processos de condensação ou sublimação. Podem ser depositados, suspensos ou precipitados.

Depositados 



Orvalho – condensação de vapor d´água sobre superfície mais fria. Geada – sublimação do vapor com temperatura por volta de 0°C – Em princípio as geadas não causam grandes danos à aeronavegabilidade e podem se formar tanto no solo quanto em vôo, depositando-se em fina


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camada, aderindo aos bordos de ataque, pára-brisa e janelas dos aviões. Quando a aeronave desce de uma camada superesfriada para uma camada úmida e mais quente, poderá haver a formação de um gelo leve, macio e pouco aderente, que pode ser removido pelos métodos tradicionais, porém o gelo pode reduzir momentaneamente a visibilidade do piloto devido à sublimação no pára-brisa, devendo esse gelo ser removido com o uso dos próprios limpadores. As geadas ocorrem também em superfície, particularmente em noites claras de inverno, devido à perda radiativa, em ondas longas, do calor do solo para o espaço. 

Escarcha – sublimação do vapor d´água em superfícies verticais como árvores.

Suspensos 



Nuvens – gotas d´água ou cristais de gelo, de acordo com a altura em que se formam. Nevoeiro – gotas d´água ou cristais de gelo restringindo a visibilidade horizontal a menos de 1000 metros, com elevados valores de umidade relativa do ar, geralmente próximos a 100%, causando riscos às operações aéreas.





Névoa úmida – gotas d´água com UR >= 80% e visibilidade horizontal >= 1000 metros e até 5000 (nos boletins METAR)

Precipitados

Caracterizam-se pelo tipo (chuva, chuvisco, neve, granizo e saraiva), intensidade (leve, moderada ou forte) e caráter (intermitente, contínua ou pancadas)


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



Chuva – gotículas d´água que caem das nuvens e tem diâmetros >= 0,5 mm Chuvisco – gotículas d’ água que precipitam das nuvens baixas (stratus) e podem reduzir significativamente a visibilidade horizontal – gotículas com diâmetros < 0,5 mm







Neve – precipitação sob a forma de flocos de gelo com temperaturas próximas a 0°C – No Brasil existe pouca ocorrência de neve, quase que exclusivamente no sul do país, particularmente no inverno. Granizo – precipitação sob a forma de grãos de gelo com diâmetros < 5 mm (provenientes de cumulonimbus) Saraiva – precipitação de grãos de gelo >= 5 mm (CB)

LITOMETEOROS 

Fenômenos meteorológicos que ocorrem com a agregação de partículas sólidas suspensas na atmosfera – UR < 80 %



Névoa seca – partículas sólidas (poluição) que restringem a visibilidade



entre 1000 e 5000 metros (METAR) Poeira – partículas de terra em suspensão



Fumaça – partículas oriundas de queimadas – distingue-se pelo odor.

Obs.: nas regiões centro-oeste e norte do país, os episódios de névoa seca e fumaça ocasionados pelas queimadas e devido à baixa umidade do ar levam à reduções críticas de visibilidade, principalmente no final de inverno e primavera. Aeródromos situados nessas regiões podem apresentar restrições às operações aéreas por dias consecutivos. Dados do antigo Departamento de Aviação Civil, relativos a um período de 5 anos, mostram 2


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acidentes aéreos ocorridos em 2002 associados à presença de fumaça (Guarantã do Norte – MT e Fazenda Tarumã – PA)

INSTRUMENTOS METEOROLÓGICOS

Figura 22 – Foto interna do abrigo meteorológico da Estação Meteorológica de Vargem, SP, pertencente à SABESP, contendo um psicrômetro, termômetros de máxima e mínima, higrotermômetro digital, microbarógrafo e higrotermógrafo. Fonte: CABRAL, E.

INSTRUMENTOS PARA A MENSURAÇÃO DA UMIDADE

Figura 23 – Higrômetro analógico, higrotermômetro digital, psicrômetro giratório e psicrômetro fixo. Fonte: http://www.iope.com.br


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6. PRESSÃO ATMOSFÉRICA A pressão atmosférica é definida como o peso exercido por uma coluna vertical de ar sobre a superfície.

Figura 24 – Esquema de representação da pressão atmosférica. Fonte: Silva, M.A.V.

A unidade de medida da pressão atmosférica é o hectopascal (hPa), que substituiu a antiga unidade milibar (mb), em homenagem a Pascal, cientista que, pela primeira vez, demonstrou a influência da altitude na variação da pressão. A pressão média, ao nível do mar, é admitida como sendo 1.013,25 hPa ou 1 AT (Atmosfera). Verticalmente, nas camadas inferiores da troposfera, a pressão decresce, em altitude, à razão de 1 hPa a cada 9 metros. A pressão diminui com a altitude, pois há a diminuição da coluna de ar, se tornando o ar cada vez mais rarefeito.


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Figura 25 – Variação da pressão com a altitude. Fonte: http://www.geog.ouc.bc.ca/physgeog/home.html

Instrumentos O instrumento que mede a pressão é o barômetro e os que registram são o barógrafo e o microbarógrafo . Exemplos: 



Barômetro de mercúrio (hidrostático) Barômetros aneróides (elásticos) – microbarógrafo, altímetro.

Figura 26 – Foto de um barômetro de mercúrio. Fonte: http://www.meteochile.cl


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Figura 27 – Foto de um microbarógrafo Fonte: http://www.meteochile.cl

Figura 28 - Foto de barômetro analógico. Fonte: http://www.meteochile.cl


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Figura 29 - Foto de altímetro. Fonte: http://www.meteochile.cl

VARIAÇÃO DE PRESSÃO: Diária – Na região intertropical, devido a alterações dos valores diurnos e noturnos de temperatura e umidade, ocorre, em situações de tempo relativamente estável uma “maré barométrica” com pressões mais elevadas às 10 e 22 horas e menores às 04 e 16 horas. A maré barométrica pode não ocorrer, por exemplo, quando na presença de um sistema frontal ou linha de instabilidade no local.

Figura 30 – Maré barométrica a partir do diagrama de um microbarógrafo. Fonte: E-FLY, 2002.


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Dinâmica – de acordo com os deslocamentos das massas de ar/sistemas. Ex.: Se uma massa de ar mais fria ou mais seca se desloca para uma determinada região, a pressão aumenta e, se uma massa de ar mais quente ou mais úmida se desloca, haverá a diminuição da pressão atmosférica à superfície. Altitude – a pressão varia inversamente com a altitude. Um aeródromo situado ao nível médio do mar apresenta, em relação a outro aeródromo próximo, situado a uma altitude mais elevada, pressão atmosférica maior. Obs.: Variação de Pressão com a altitude › 1 hPa ~ 30 Pés ~ 9 Metros.

SISTEMAS DE PRESSÃO Alta pressão – denominado anticiclone, mostra pressões maiores em direção ao centro e circulação divergente (sentido horário no h. Norte e anti- horário no h. Sul). Associa-se normalmente com tempo estável devido à subsidência do ar.

Figura 31 – Esquema de sistema de Alta Pressão na América do Sul Fonte: Silva, M.A.V.


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Crista – área alongada de altas pressões, onde predomina o tempo estável. Baixa pressão – denominado ciclone, apresenta pressões menores em direção ao seu núcleo e circulação convergente (sentido anti-horário no hemisfério norte e horário no hemisfério sul). Associa-se usualmente com tempo instável devido à confluência e ascensão dos fluxos de ar. Cavado – área alongada de baixas pressões onde predomina o tempo instável, podendo estar associadas linhas de instabilidades e frentes, prejudicando as operações aéreas.

Figura 32 – Esquema de sistema de Baixa Pressão na América do Sul Fonte: Silva, M.A.V.

Obs.: o processo de formação e desenvolvimento de um centro de baixa pressão é denominado de ciclogênese.


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Colo – região localizada entre dois sistemas de altas e dois sistemas de baixas pressões (vide figura 33); apresenta normalmente ventos com direções variáveis, porém com pouca intensidade. Se considerarmos o Globo terrestre, zonalmente e em macro-escala, a distribuição das pressões obedecem ao seguinte esquema, em ambos os hemisférios: 

latitude zero = baixas pressões



latitude 30º = altas pressões



latitude 60º = baixas pressões



latitude 90º = altas pressões

Os maiores desertos do mundo (África, EUA, Austrália, Índia etc.) ficam sob os cinturões de altas pressões (latitudes de aproximadamente 30º), inibindo a formação de nuvens e precipitação. As áreas de baixas pressões (ciclônicas) apresentam, via de regra, maiores totais pluviométricos, situando-se nas latitudes próximas de 0º e 60º.


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Figura 33 – Sistemas atmosféricos do globo. Fonte: Jeppesen, 2004.


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Figura 34 - Exemplo de Carta Sinótica da América do Sul Fonte: http://www.mar.mil.br

Obs.: O s valores de pressão obtidos em locais com altitudes diferentes, antes de serem comparados, são convertidos ao nível médio do mar em valores de pressão denominados QFF, aplicando-se a correção correspondente à altitude de cada um deles.

Linhas que unem pontos de

igual pressão chamam-se isóbaras.


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Figura 35 – Simbologia utilizada em Cartas Sinóticas Fonte: http://www.mar.mil.br


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7. MASSAS DE AR E FRENTES As massas de ar são definidas como porções de ar de grandes dimensões que apresentam certa homogeneidade em relação à temperatura e umidade. A tabela 4 mostra a classificação das massas de ar conforme a região de origem, temperatura e teor de umidade. Tabela 4 – Classificação das massas de ar REGIÃO DE ORIGEM EQUATORIAL (E) TROPICAL (T) POLAR (P) COM RELAÇÃO Á TEMPERATURA COM RELAÇÃO Á UMIDADE

QUENTE (W) FRIA (K) CONTINENTAL (C) = SECA MARÍTIMA (M) = ÚMIDA

REPRESENTAÇÃO DAS MASSAS DE AR: As massas de ar podem ser representadas por 3 LETRAS – grau de umidade, REGIÃO DE ORIGEM e temperatura. Exemplos de massas de ar:  mEw – marítima equatorial quente  mTw – marítima tropical quente  cPk – continental polar fria MASSAS DE AR QUE ATUAM NO BRASIL Região Amazônica – Predomina a Massa Equatorial (cEw e mEw) –  alto grau de temperatura e umidade – forma nuvens de grande desenvolvimento vertical e intensas precipitações. No verão, parte da


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nebulosidade formada na região amazônica se desloca para as regiões centro oeste e sudeste, caracterizando o fenômeno da ZCAS (Zona de Convergência do Atlântico Sul). 

Massa Tropical (cTw e mTw) - centro de Alta Pressão varia de 15º S (inverno) a 30ºS (verão) e domina grande parte do território; no inverno o centro de Alta se localiza sobre o Planalto Central, ocasionando forte seca e inversões de temperatura; no verão se localiza mais ao sul, provocando o bloqueio das massas polares.

 Massa

Polar – Pk – principalmente no inverno e primavera escoam da Antártida pelo sul do continente sul americano e atingem o Brasil; algumas delas atravessam os Andes, pelo Chile e, pelo efeito Föehn, provocam névoas na Patagônia e sul da Argentina; ao atravessar o Uruguai e sul do Brasil, novamente se intensificam chegando frias e úmidas sobre o Sudeste brasileiro. Ocasionalmente atingem a região amazônica no inverno, com forte intensidade, abaixando fortemente a temperatura (“friagem”). O avanço de massas de ar sobre superfícies de características diferentes provoca o surgimento de frentes , que são áreas de baixa pressão entre essas massas de ar, causando instabilidade atmosférica, muita nebulosidade e precipitação. As frentes estão, portanto, na transição de massas de ar diferentes.


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Figura 36 – Esquema de frente fria e frente quente Fonte: http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7s.html

Existem 4 tipos de frentes, a frente fria, a frente quente, a frente estacionária ou quase estacionária e a frente oclusa. Os indícios do avanço frontal são os seguintes: Aparecimento de nuvens cirrus no céu Elevação da temperatura  Diminuição da pressão atmosférica  Variação nos ventos – Hemisfério Sul – sopra vento NW quando há a aproximação de uma frente fria e flui de NE quando antecede uma frente quente.  

Principalmente na área próxima às latitudes de 60º norte e 60º sul, devido ao choque de ar polar e ar tropical nessas regiões, ocorre a formação de frentes, que recebe o nome de frontogênese . O processo de dissipação de uma frente é denominado de frontólise.


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A faixa de nebulosidade e de mau tempo, com até 60 km de largura, com a presença de várias nuvens cumulonimbus (Cb) recebe a denominação de linha de instabilidade, que se forma nas latitudes temperadas e subtropicais antes da chegada de uma frente fria de rápido deslocamento. Uma frente fria surge quando uma massa de ar frio empurra uma massa de ar quente, ocupando o lugar desta. A frente fria é justamente a área de embate entre essas duas massas de ar. Características principais: Deslocamento:  Hemisfério Sul – SW para NE  Hemisfério Norte – NW para SE  Instabilidade devido à ascensão do ar quente, com a formação de nebulosidade cumuliforme e chuvas em forma de pancadas, além de trovoadas;  Nevoeiro pós-frontal. A frente quente surge quando uma massa de ar quente avança sobre uma massa de ar frio e ocupa seu lugar; às vezes pode se caracterizar como o retorno da massa de ar frio que sofreu alterações. A frente quente é a região de encontro entre essas duas massas de ar. Características principais: Deslocamento: Hemisfério Sul: NW para SE;  Hemisfério Norte: SW para NE.  Menor instabilidade, pois não ocorre a ascensão do ar frio e a rampa ou superfície frontal é menos inclinada.  Nebulosidade mais estratiforme e formação de névoas. 


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 

Precipitação leve e contínua. Nevoeiro se forma antes de sua passagem.

A frente estacionária é formada quando ocorre o equilíbrio de pressão entre a massa de ar que empurra e a que antecede a passagem da frente, diminuindo a velocidade de deslocamento da frente (fria ou quente) e inclusive seu estacionamento sobre uma região; no período de verão, sobre o Sudeste brasileiro, pode causar dias seguidos de fortes precipitações. Por fim, a frente oclusa ocorre quando uma frente fria alcança uma frente quente e uma ou outra eleva o ar mais quente; forma-se associada a um Ciclone Extratropical (Baixa pressão de forte intensidade).

Figura 37 - Esquema de circulação do Hemisfério Norte. Fonte: http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7s.html


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8. ALTIMETRIA Conforme visto no capítulo 6, a atmosfera apresenta inúmeras variações de pressão e, na impossibilidade de se fazerem ajustes contínuos nos altímetros das aeronaves, foi criada a atmosfera padrão, para servir de base para os vôos. CONCEITOS: ATMOSFERA PADRÃO (ISA – International Standard Atmosphere): atmosfera hipotética idealizada por intermédio de médias climatológicas de várias constantes físicas a uma latitude de 45º, entre as quais: 







Temperatura no nível médio do mar = 15ºC Pressão atmosférica de 1013,2 hPa (29,92 pol. Hg ou 760 mm hg) ao nível do mar Taxa de variação térmica na troposfera de cerca de 6,5 ºC por quilômetro ou aproximadamente 2ºC para cada 1000 pés. Tropopausa de 11 km (36.000 pés) com temperatura de –56,5ºC.

SUPERFÍCIES ISOBÁRICAS – superfícies de pressão paralelas ao nível padrão (1013,2 hPa) DEFINIÇÕES: Altímetro: barômetro aneróide que dá indicações de altitude ou altura a partir de uma pressão de referência. Conforme a aeronave sobe na atmosfera o altímetro indica altitude ou altura maiores, tendo em vista encontrar pressões menores (atmosfera mais rarefeita e menor altura da coluna de ar).


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Existem três erros específicos de altimetria relacionados com as condições atmosféricas não padrão: 





Pressão ao nível médio do mar diferente de 1013,2 hPa; Temperatura maior ou menor que a temperatura padrão (15ºC ao nível médio do mar); Fortes rajadas verticais.

Ex. Quando uma aeronave voa em uma área cuja pressão ou temperatura real é inferior às da ISA, voa mais baixo do que indica o altímetro, fator de risco à navegação. Ao contrário, quando as condições reais de pressão ou temperatura são maiores que as da ISA, a aeronave voa mais alto que a indicação do altímetro. ALTITUDE PRESSÃO (ALTITUDE PADRÃO OU NÍVEIS DE VÔO - FL): distância vertical entre a aeronave e o nível padrão (1013,2 hPa). Quando a aeronave voa em rota se utiliza o ajuste padrão (QNE) como referência altimétrica. Todos os vôos de aeronaves em rota utilizam os níveis de vôo (FL) de tal forma que exista uma separação vertical entre as próprias aeronaves e entre elas e o terreno.


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Tabela 5 – Níveis de pressão constante PRESSÃO

ALTITUDE PRESSÃO

hPa

Pés

Metros

FL

850 700 500 300 250 200

4781 9882 18289 30065 33999 38662

1457 3012 5574 9164 10363 11784

050 (5.000 pés) 100 (10.000 pés) 180 (18.000 pés) 300 (30.000 pés) 340 (34.000 pés) 390 (39.000 pés)

QNE: AJUSTE PADRÃO OU NÍVEL PADRÃO – 1013,2 hPa. ALTITUDE INDICADA: é a altitude real, utilizada para os procedimentos de pouso e decolagem a partir do informe, pelos órgãos de controle de tráfego aéreo, do ajuste do altímetro ou QNH (valor de pressão relativa ao nível do mar). QNH: ajuste do altímetro. Informado pelas torres de controle ou nas mensagens METAR. Representa a pressão verdadeira relativa ao nível médio do mar. EX.: METAR SBGR 022200Z 12010KT CAVOK 25/15 Q1015 = NÍVEL DE TRANSIÇÃO: nível de vôo mais baixo disponível para uso, acima da altitude de transição. ALTITUDE DE TRANSIÇÃO: altitude na qual ou abaixo da qual a posição vertical de uma aeronave é controlada por referência a altitudes.


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CAMADA DE TRANSIÇÃO: espaço aéreo situado entre a altitude de transição e o nível de transição. O procedimento de transição é muito simples: as aeronaves que descendem ao nível de transição vem ajustadas em relação a níveis de vôo (QNE); ao descerem abaixo do nível de transição, o altímetro será ajustado com o QNH do aeródromo para indicar a altitude até a aproximação final. Na decolagem o procedimento será justamente o inverso. ALTURA OU ALTITUDE ABSOLUTA: distância vertical entre um ponto no espaço e a superfície. Para se obter indicações de altura é necessário ajustar o altímetro da aeronave com a pressão relativa ao nível da pista (QFE) do aeródromo de decolagem. Após a decolagem, qualquer valor lido no instrumento indicará a altura, em pés, da aeronave em relação ao solo (aeródromo). QFE: pressão ao nível da estação (tem como referência a pista), também denominado ajuste a zero. QFF: pressão da estação reduzida ao nível médio do mar, utilizada pelos meteorologistas visando a plotagem de cartas sinóticas. ALTITUDE DENSIDADE: é a altitude de pressão (altitude na atmosfera padrão) corrigida à temperatura não padronizada (fora da atmosfera padrão) ou, em outras palavras, é a correlação da performance da aeronave com a densidade do ar. Ficou estabelecido que, no nível médio do mar, com as condições padrão de temperatura (15ºC) e pressão (1013,2 hPa), a altitude densidade é zero.


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Os principais fatores que afetam a AD são a altitude, temperatura e umidade do ar. Quanto maior a altitude e mais quente estiver a temperatura ambiente, menor será a densidade do ar e, consequentemente, maior a AD. Em termos médios, a altitude densidade aumenta cerca de 100 pés (acima da altitude pressão) para cada ºC de aumento na temperatura acima do padrão.

Figura 38 – Esquema da relação da Temperatura x Pressão Fonte: Cabral e Romão (1999)


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TAT: temperatura verdadeira do ar (temperatura de bordo corrigida para os erros instrumental e do atrito com o vento). Utilizada nos cálculos de altitude densidade e verdadeira de uma aeronave em vôo. EXEMPLOS DE CÁLCULOS DE ALTIMETRIA CÁLCULO DE TEMPERATURAS PADRÕES: ISA= 15ºC – 2ºC x AP 1000 FT Ex: altitude pressão de 2000 pés ISA = 15ºC – 2ºC x 2000/1000 = 11ºC Temperaturas padrões para alguns níveis:

20.000 PÉS = - 25ºC 10.000 PÉS = - 5ºC 5.000 PÉS = 5ºC 1.000 PÉS = 13ºC NMM = 15ºC CÁLCULOS DE VARIAÇÃO DA TEMPERATURA (T) Ex: altitude pressão de 2.000 pés = 11ºC (ISA) Para uma temperatura verdadeira de 15ºC, a variação de temperatura será igual a 15ºC (TAT) -11ºC (ISA) = 4ºC

CÁLCULO DE ALTITUDE DENSIDADE FÓRMULA: AD = AP + 100 x T Onde:


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T = diferença entre a temperatura lida e a temperatura ISA.



AD = altitude densidade AP = altitude pressão 100 = constante Exemplo: para uma altitude pressão de 2.000 pés e uma variação de temperatura de 4ºC, temos: AD = 2000 + 100 x 4 = 2.400 ft. EM SUMA: TAT > ISA » AD > AP = atmosfera mais quente/pressão mais baixa TAT < ISA » AD < AP = atmosfera mais fria/pressão mais alta CÁLCULO DE ALTITUDE INDICADA Altitude corrigida do erro de pressão

AI = AP + D D = (QNH – QNE)x 30 PÉS OBS: VARIAÇÃO DE PRESSÃO COM A ALTITUDE › 1 hPa ~ 30 PÉS ~ 9 METROS. EX 1): 2000 PÉS + D, SENDO O QNH = 1018,2 hPa AI = 2000 PÉS + ((1018,2 hPa – 1013,2 hPa) x 30 PÉS) AI = 2000 PÉS + 150 PÉS AI = 2.150 PÉS QNH > QNE » AI > AP EX 2): 2000 PÉS + D, SENDO O QNH = 1008,2 hPa AI = 2000 PÉS + ((1008,2 hPa – 1013,2 hPa) x 30 PÉS)


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AI = 2000 PÉS - 150 PÉS AI = 1.850 PÉS QNH < QNE » AI < AP ALTITUDE VERDADEIRA DE VÔO ERRO COMBINADO DE TEMPERATURA E PRESSÃO Fórmula: AV = AI + 0,4 % AI x  T EX. 1) AI = 2000 PÉS E T = 5ºC AV = 2000 + 2 x 2000 100 AV = 2040 PÉS EX. 2) AI = 4000 PÉS E T = 2ºC AV = 4000 + 0,8 x 4000 100 AV = 4032 PÉS


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9. VISIBILIDADE, NUVENS E NEVOEIROS. A visibilidade é o grau de transparência da atmosfera; é a maior distância que um objeto pode ser visto e identificado sem auxílio óptico. A visibilidade afeta sobremaneira as operações de pouso e decolagem em aeródromos, bem como em rota, estando associada a inúmeros fenômenos meteorológicos, conforme pode ser observado na tabela 6. Tabela 6 . Fenômenos meteorológicos e restrições de visibilidade Elemento

Visibilidade

Umidade relativa

Nevoeiro Névoa úmida Névoa seca Fumaça Poeira Areia

< 1.000 metros Entre 1 e 5 km Entre 1 e 5 km <= 5 km <= 5 km <= 5 km

100% ou próxima >= 80% < 80% < 80% < 80% < 80%

Precipitações

Variável; chuvisco com > restrição

Alta (~100%)

Em meteorologia aeronáutica temos 5 referências de visibilidade: 

Visibilidade horizontal – visibilidade do Observador Meteorológico em relação aos 360º em torno do ponto de observação; obtida com o auxílio de cartas de visibilidade.


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Figura 39 – Modelo de carta de visibilidade Fonte: E-fly. 

Visibilidade vertical – distância máxima que o Observador pode ver e identificar um objeto na vertical (nuvens); utilizam-se os tetômetros (farol teto e eletrônico) para medir pontualmente a base da camada de nuvens.

Figura 40 – Tetômetro a laser Fonte: http://www.hobeco.com.br


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



Visibilidade oblíqua – visão do piloto quando em vôo em relação a um ponto no terreno. Visibilidade de aproximação – distância na qual um piloto, em sua trajetória de planeio de aproximação por instrumento, pode ver os auxílios de pouso no umbral da pista.



Alcance visual da pista (Runway Visual Range ou RVR) – distância máxima, ao longo do eixo da pista, medida por equipamentos eletrônicos (visibilômetro, diafanômetro ou RVR) – informado nas mensagens METAR e SPECI.

Figura 41 – Diafanômetro Fonte: http://www.vaisala.com


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As nuvens são fenômenos meteorológicos (aglomerado de partículas de água, líquidas e/ou sólidas, em suspensão na atmosfera) formados a partir da condensação ou sublimação do vapor d’água na atmosfera. Para sua formação deve haver: alta umidade relativa, núcleos higroscópios ou de condensação (sal, pólens, fuligem, material particulado) e processo de condensação (estado gasoso – estado líquido) /sublimação (vapor – sólido ou sólido - vapor). A atmosfera pode estar com uma condição de estabilidade, onde há ausência de movimentos convectivos ascendentes, podendo produzir nuvens estratiformes ou nevoeiro ou então apresentar condição de instabilidade, predominando os movimentos convectivos ascendentes e consequentemente produzindo nuvens do tipo cumulus e cumulonimbus. As nuvens, portanto, denotam a condição de estabilidade ou instabilidade da atmosfera, de acordo com sua aparência e forma.


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Figura 42 – Esquema de gêneros de nuvens conforme a altura Fonte: Cabral e Romão (2000)

Conforme o aspecto físico, as nuvens podem ser, em linhas gerais: Estratiformes – aspecto de desenvolvimento horizontal e pouco desenvolvimento vertical; podem ocasionar chuva leve e contínua (ex.: As) 

Cumuliformes – possui grande desenvolvimento vertical; denota uma atmosfera mais turbulenta; 



Cirriformes – origina-se de fortes ventos em altitude; são formados por

cristais de gelo.


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Um dos critérios mais utilizados para a identificação e classificação de nuvens é por sua altura, conforme a tabela a seguir. TABELA 7 - ESTÁGIOS DE FORMAÇÃO DAS NUVENS (Latitudes tropicais) ESTÁGIO ALTO (acima de 8 km)

Cirrus (Ci) Cirrocumulus (Cc) Cirrostratus (Cs)

Cristais de gelo

ESTÁGIO MÉDIO

Nimbostratus (Ns)

Cristais de gelo e gotículas

(de 2 a 8 km)

Altostratus (As) Altocumulus (Ac)

d’água

ESTÁGIO BAIXO (de 100 pés a 2 km)

Stratocumulus (Sc) Stratus (St)

Gotículas d’água

GRANDE DESENVOLVIMENTO VERTICAL (base aproximada de 3000 pés

Cumulus (Cu) Cumulonimbus (Cb)

Gotículas d’água e cristais de gelo

até topos de até 30 km) *Latitudes tropicais

Estágio alto (a partir de 4 km nos pólos, 7 km nas latitudes temperadas e 8 km nas latitudes tropicais) 





Cirrus – prenunciam o avanço de sistemas frontais e podem estar associadas à Corrente de Jato (Jet Stream); Cirrostratus – véu de nuvens formando um halo em torno do sol ou da lua; Cirrocumulus - indicam ar turbulento em seus níveis de formação.


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Estágio médio (alturas entre 2 e 8 km) 





Nimbostratus – cinzentas e espessas, podem dar origem à chuva ou neve leve ou moderada de caráter contínuo; Altostratus – véu que normalmente cobre todo o céu e pode gerar chuva de intensidade leve e caráter contínuo; Altocumulus – formadas em faixas ou camadas, associadas ao ar turbulento de camadas médias, não gerando normalmente precipitação.

Estágio baixo (entre 30 metros e abaixo de 2.000 metros) 



Stratocumulus – nuvens de transição entre St e Cu Stratus – nuvens com as alturas mais baixas e que podem ocasionar chuvisco, com forte restrição de visibilidade e teto.

Nuvens de desenvolvimento vertical: formam-se próximas do solo e devido à alta instabilidade atmosférica chegam a altitudes muito elevadas.





Cumulus – nuvens isoladas e densas, com contornos bem definidos, denotam turbulência e podem gerar precipitação em forma de pancadas; Cumulonimbus – nuvens que geram as trovoadas, pancadas de chuvas e granizo, fortes rajadas de vento e alta turbulência – os pilotos devem evitá-las .


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Figura 43 – Quadro de nuvens Fonte: Torelli, D.

As nuvens podem se formar por meio de quatro processos: 





Radiativo – principalmente no inverno, com a perda radiativa de energia em radiação de ondas longas, resfriamento da superfície e formação de nuvens baixas (St) ou nevoeiros. Dinâmico (frontal) – ocorre nas áreas de frentes (frias ou quentes), pela ascensão do ar na rampa frontal, com o conseqüente resfriamento e condensação. Orográfico – devido à presença do relevo, com o ar úmido subindo a elevação, se resfriando, condensando sob a forma de nuvens à barlavento.


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Convectivo – formado pelas correntes ascendentes devido ao aquecimento basal, particularmente na primavera e verão. Formam Cumulus e muitas vezes Cumulonimbus, principalmente nas tardes.

Os nevoeiros são fenômenos meteorológicos resultantes da condensação e/ou sublimação do vapor d’água próximo da superfície e que restringe a visibilidade horizontal a menos de 1.000 metros. É fator de risco com relação às operações aéreas, pois pode causar a restrição operacional de um ou mais aeródromos durante várias horas, principalmente no outono/inverno no sudeste e sul do Brasil.

Figura 44 – Nevoeiro reduzindo a visibilidade horizontal Fonte: http://www.meteochile.cl

Para a formação dos nevoeiros, deve haver: alta umidade relativa do ar (próxima de 100%), presença de grande quantidade de núcleos higroscópios e ventos relativamente fracos.


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Em relação aos seus tipos operacionais , podem ocorrer: Nevoeiro de superfície – ocorre mais próximo da superfície, sem grande espessura e permite observar o céu, outras nuvens e obstáculos naturais; Nevoeiro de céu obscurecido – restringe, além da visibilidade horizontal, também a visibilidade vertical (Ex.: METAR – VV001) Classificação dos nevoeiros: Massas de Ar – formam-se dentro de uma mesma massa de ar 1) Radiação – devido ao resfriamento da superfície terrestre (outono e inverno) 2)Advecção – formado pelo resfriamento do ar como resultado de movimentos do ar horizontais. a) Vapor – condensação do vapor d’água devido ao fluxo de ventos frios sobre uma superfície mais quente (lagos, pântanos) b) Marítimo – formam-se com o resfriamento de ventos quentes e úmidos ao fluírem sobre correntes marítimas frias de mares e oceanos, provocando a condensação de vapor d’água (mais comum na primavera e verão); c) Brisa – forma-se devido ao fluxo de ar quente dos oceanos sobre a região costeira mais fria (mais comum no inverno em latitudes tropicais e temperadas); d) orográfico ou de encosta – formado à barlavento das encostas, quando ventos quentes e úmidos sopram em direção às elevações montanhosas; ocorrem em qualquer época do ano; e) glacial – formam-se nas latitudes polares, pelo processo de sublimação com temperaturas de até –30ºC. Frontais – formam-se nas áreas de transição entre duas massas de ar de características diferentes.


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1) Pré- frontal – associadas às frentes quentes, quando uma massa de ar mais aquecida avança sobre uma massa de ar mais fria; 2) Pós- frontal – forma-se após a passagem de frentes frias, após a ocorrência de chuvas a atmosfera fica fria e úmida possibilitando a formação de nevoeiros.


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10. TROVOADAS

Figura 45 – Foto de múltiplos relâmpagos a partir da base de um Cumulonimbus Fonte: http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7t.html

As trovoadas são o resultado da energia acumulada nas nuvens Cumulonimbus (CB), que se trata do gênero de nuvens mais perigoso às operações aéreas, tendo em vista seu alto grau de instabilidade e os fenômenos associados – turbulência, pancadas de chuva, fortes rajadas de vento, gelo, granizo, raios e trovões. Ocorre de forma mais efetiva nas regiões tropicais e principalmente na época do verão. As trovoadas apresentam três estágios: desenvolvimento (cumulus), maturidade e dissipação.

1) Desenvolvimento: Ocorre o predomínio de correntes convectivas ascendentes, com o resfriamento, a condensação e a formação de nuvens Cumulus; geralmente não ocorre precipitação neste estágio e a visibilidade é boa;


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Figura 46 – Foto do desenvolvimento de uma nuvem de trovoada no estágio Cumulus Fonte: http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7t.html

2) Maturidade: Ocorre com a formação do CB (extensão vertical até 18 km), com a incidência dos relâmpagos e trovões, se principia a precipitação em forma de pancadas de chuva ou granizo, as correntes descendentes geram os ventos de rajada em superfície, ocorre forte turbulência e é máxima a condição de instabilidade atmosférica. As aeronaves apresentam sério risco de acidentes neste estágio, com os instrumentos se tornando não confiáveis devido à forte turbulência (ascendentes e descendentes muito intensas) e a energia envolvida. Também ocorre a rápida formação de gelo claro, em grande quantidade, tornando inócuos os sistemas anticongelantes da aeronave.


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Figura 47 – Foto de um Cumulonimbus na fase de maturidade Fonte: http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7t.html

3) Dissipação – neste estágio cessam as correntes ascendentes e predominam as correntes descendentes, com a diminuição da turbulência, precipitação e dos ventos associados. A dissipação do CB forma camadas de Sc, Ns e As, gerando o resfriamento da superfície e torna a atmosfera mais estável. Quanto à sua gênese, as trovoadas podem ser de vários tipos: orográficas, advectivas, convectivas, frontais (dinâmicas).

Trovoadas orográficas – formam-se à barlavento das montanhas, formando fortes precipitações e rajadas de vento.


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Trovoadas advectivas – ocorre mais freqüentemente no inverno sobre os oceanos, com o transporte de ar frio sobre a superfície de água mais quente, com a absorção de calor e a formação de instabilidade. Trovoadas convectivas (térmicas) – ligadas ao forte aquecimento da superfície e à formação de correntes convectivas; ocorrem principalmente no verão sobre os continentes. Trovoadas frontais (dinâmicas) – ocorre na região de transição entre duas massas de ar de características diferentes (frentes); devido ao maior ângulo de inclinação das frentes frias, as trovoadas neste caso são mais intensas e freqüentes do que nas frentes quentes.


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11. CÓDIGOS METEOROLÓGICOS Nas Estações Meteorológicas de Superfície, existentes em mais de 100 aeródromos brasileiros, são confeccionados e difundidos de hora em hora, boletins meteorológicos onde constam as informações reais da área do aeródromo e que servirão de base às operações de pouso e decolagem. Temos a elaboração de 2 tipos de boletim que são difundidos para fora do aeródromo – METAR e SPECI; o boletim ESPECIAL, confeccionado quando há a elevação de 2ºC ou mais desde a última observação ou quando for constatada a presença de turbulência moderada ou forte ou gradiente de vento, fica restrito ao âmbito do aeródromo e o boletim LOCAL, quando ocorre um acidente aeronáutico na área do aeródromo e vizinhanças, fica somente registrado no impresso climatológico da estação. Os Boletins METAR e SPECI podem ser encontrados nas Salas AIS e também no site do CNMA de Brasília – http://www.redemet.aer.mil.br METAR Ex. METAR SBGR 272200Z 18015G25KT 0800 R09/1000N R27/1200D +RA BKN012 OVC070 19/19 Q1012 RETS WS LDG R27= Decodificação: METAR – Identificação do Código - Boletim meteorológico regular para fins aeronáuticos.


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SPECI – Boletim meteorológico especial selecionado – informado nos horários em que não for previsto o Boletim METAR e quando houver alteração significativa nas informações contidas na última mensagem. SBGR – Indicador de Localidade – S > América do Sul; B > Brasil; GR > Guarulhos. Outros indicadores de localidade podem ser consultados na publicação ROTAER existente nas Salas AIS. Outros indicadores – SBSP – São Paulo (Congonhas); SBMT – Campo de Marte; SBKP – Campinas (Viracopos); SBRP (Ribeirão Preto); SBBU – Bauru; SBDN – Presidente Prudente; SBSJ – São José dos Campos. 272200Z – Grupo Data Hora – indica o dia e a hora (UTC) em que foi expedida a Observação. 18015G25KT – Indica o vento em superfície; no caso, soprando do quadrante Sul (180º), com 15 nós de intensidade e 25 nós de rajadas. A direção do vento é indicada com três algarismos, de 10 em 10 graus, mostrando de onde o vento está soprando, com relação ao norte verdadeiro ou geográfico (obs.: As torres de controle informam o vento aos pilotos das aeronaves em relação ao norte magnético). A intensidade do vento é informada em kt (nós) em dois algarismos (até 99 kt) ou P99 , caso o vento tenha velocidade a partir de 100 kt, sempre levando em consideração uma média de 10 minutos de observação (obs.: As torres de Controle informam a intensidade do vento com um uma média de 2 minutos).


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As rajadas são informadas quando, em relação à intensidade média, os ventos atingem uma velocidade máxima de pelo menos 10 kt, em um período de até 20 segundos. É identificada pela letra G (Gust). O vento calmo é indicado nos boletins quando a intensidade do vento for menor que 1 kt e representado por 00000KT . O vento variável apresenta duas possíveis situações: 1) A variação total da direção for de 60º ou mais, porém menos de 180º com velocidade inferior a 3 kt, será informado o vento variável; ex.: VRB02KT. 2) Quando a variação da direção for de 180º ou mais com qualquer valor de velocidade; ex: VRB23kt Obs: Quando as variações da direção do vento forem de 60º ou mais, porém menos que 180º, e a velocidade média do vento for igual ou maior que 3kt, as duas direções extremas deverão ser informadas na ordem do sentido dos ponteiros do relógio, com a letra V inserida entre as duas direções. Ex: 31015G27KT 280V350 0800 – visibilidade horizontal

predominante estimada em 800 metros. O OBM estima, durante as observações, a visibilidade horizontal em torno dos 360º a partir do ponto de observação e insere nos boletins a visibilidade predominante encontrada, em quatro algarismos, em metros, com os seguintes incrementos: de 50 em 50 metros até 800 metros; 



de 100 em 100 metros, de 800 a 5.000 metros;



de 1.000 em 1.000 metros, de 5.000 até 9.000 metros.



Para valores a partir de 10.000 metros, informa-se 9999. 75

http://slide pdf.c om/re a de r/full/a postila -de -mete orologia -piloto-pr iva do

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Obs.: Para visibilidades menores que 50 metros, informa-se 0000. Além da visibilidade predominante, será informada a visibilidade mínima quando esta for inferior a 1.500 metros ou inferior a 50% da predominante. Será notificada esta visibilidade e sua direção geral em relação ao aeródromo, indicando um dos pontos cardeais ou colaterais. Exemplos: 1) 8.000 m de visibilidade predominante e 1.400 m no setor sul – 8000 1400 S 2) 6.000 m de predominante e 2.800 m no setor nordeste – (6.000 2800NE) Obs: Quando for observada visibilidade mínima em mais de uma direção, deverá ser notificada a direção mais importante para as operações. R09/1000N R27/1200D – Alcance visual na pista 09 igual a 1000 metros sem variação e, na pista 27, igual a 1.200 metros e com tendência à diminuição. O Alcance Visual na Pista é registrado pelos visibilômetros ou diafanômetros, instalados nos principais aeroportos e quando a visibilidade horizontal for menor que 2.000 metros. Obs.: 1) quando não houver diferenças significativas entre os valores de duas ou mais pistas, informa-se somente o R seguido do valor medido (ex.: R1000). 2) Quando houver pistas paralelas, informa-se com letras, após o número da pista, o seu posicionamento: R (direita), L (esquerda) e C (central). Ex.: R09R/1200. 3) Após o valor do RVR, informa-se a tendência de variação, com as letras N (sem variação), U (tendência a aumentar) e D (tendência a diminuir).


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1) Se o valor for menor que o parâmetro mínimo que o equipamento pode medir, informa-se M; ex.: R09/0050M – M inferior a 50 metros. 2) Se o valor for maior que o parâmetro máximo que o equipamento pode medir, informa-se P; ex.: R09/P2000 – P superior a 2.000 metros. + RA – Grupo de tempo presente; no caso é indicada chuva (Rain) forte. Ver a Tabela 4678 que indica o tempo presente para fins de codificação. Os fenômenos meteorológicos mais utilizados nos boletins são: fumaça (FU), poeira (PO), névoa seca (HZ), névoa úmida (BR), trovoada (TS), nevoeiro (FG), chuva (RA), chuvisco (DZ) e pancadas (SH). A névoa úmida somente será informada nos boletins quando a visibilidade horizontal estiver entre 1.000 e 5.000 metros; quando acima deste valor e não havendo outro fenômeno significativo será omitido o fenômeno mencionado. O qualificador de intensidade (leve, moderado ou forte) somente será utilizado para formas de precipitação (DZ, RA, SN, SH etc.). O qualificador VC (vizinhança) somente será utilizado com fenômenos como SH, FG, TS, DS, SS, PO, BLSN, BLDU ou BLSA entre 8 km e 16 km do ponto de referência do aeródromo. O descritor TS será utilizado isoladamente para indicar trovoada sem precipitação e, combinado adequadamente quando da existência de precipitação. Ex.: trovoada com chuva moderada => TSRA.


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BKN012 OVC070 – Nublado com 1.200 pés e encoberto com 7.000 pés. Indica o grupo de nebulosidade existente sobre o aeródromo ou a visibilidade vertical no caso da existência de nevoeiro de céu obscurecido. Quantidade: indica com abreviaturas para as seguintes coberturas do céu: FEW – poucas – 1/8 ou 2/8 



SCT – esparsas – 3/8 ou 4/8



BKN – nublado – 5/8, 6/8 ou 7/8

OVC – encoberto – 8/8 Altura: base das nuvens informada em centenas de pés. Tipo: informa-se para os gêneros TCU (Cumulus Congestus) ou Cb (Cumulonimbus). Ex.: SCT030CB – cumulonimbus esparsos a 3.000 pés. 

O céu obscurecido será informado pela visibilidade vertical, também em centenas de pés. Ex.: VV001 – visibilidade vertical de 100 pés (30 metros).

19/19 – indica 19ºC para a temperatura do ar e 19ºC para a temperatura do ponto de orvalho. Para temperaturas negativas insere-se a letra M antes da temperatura ou temperatura do ponto de orvalho. Q1012 – indica o valor do ajuste do altímetro em hectopascais (hPa) em quatro algarismos, como ocorre no Brasil ou em polegadas de mercúrio (Pol Hg), como nos EUA – ex.: A2995 ou 29.95 Pol Hg. RETS WS LDG R27 – trovoada recente e wind shear na pista 27. Faz parte das informações suplementares e relata fenômenos que ocorreram durante a hora precedente e também turbulência e tesoura de vento.


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Previsão tipo tendência – evolução do tempo prevista de até duas horas a partir do boletim meteorológico e inseridas no final das mensagens, com os seguintes identificadores de mudança previstos – BECMG, TEMPO e NOSIG. Ex.: METAR SUMU 271500Z 4000 BR FEW020 18/16 Q1018 BECMG FM 1530 TL 1600 2000 – indica mudança de visibilidade entre 1530 e 1600 UTC, prevalecendo após esse horário. CAVOK – significa Ceiling and Visibility OK, ou seja, teto e visibilidade OK. É empregado nos boletins em substituição aos grupos de visibilidade, RVR, tempo presente e nebulosidade. Deve ser informando quando ocorrerem as seguintes condições: 

Visibilidade >= 10.000 metros



Ausência de nuvens abaixo de 5.000 pés (1.500 metros)



Ausência de precipitação e Cb na área do aeródromo.

Ausência de nuvens TCU (cumulus congestus) EX.: METAR SBGR 271500Z 00000KT CAVOK 22/18 Q1015= 

Exemplos de METAR nacionais: Estado de São Paulo SBGR 091700 12004KT 9000 SCT025 SCT030 BKN300 26/20 Q1017= SBSP 091700 19009KT 9999 SCT030 BKN300 25/19 Q1018= SBMT 091700 15003KT 8000 BKN025 BKN300 29/19 Q1017= SBSJ 091700 00000KT 6000 BKN020 29/20 Q1015= SBSJ 091730 26017KT 4000 -TSRA BKN020 FEW030CB 24/17 Q1015= SBRP 091700 07002KT 9999 BKN030 BKN080 34/19 Q1013= SBST 091700 18010KT 9999 BKN025 BKN090 29/23 Q1015= SBYS 091700 00000KT 9999 BKN040 BKN300 29/17 Q1014= SBUP 091700 07005KT 9999 BKN028 FEW030TCU 30/20 Q1013= SBUP 091730 13007KT 5000 -TSRA BKN028 FEW030CB SCT100 26/23 Q1 013=


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Outros exemplos: 10/02/2009 SBPA 101600 10009KT 9999 FEW030 32/21 Q1011= 10/02/2009 SBFL 101600 10004KT 9999 SCT020 BKN040 24/20 Q1015= 10/02/2009 SBCT 101600 06007KT 9999 SCT013 SCT030 BKN040 25/19 Q1019= 10/02/2009 SBSP 101600 15004KT 8000 BKN035 27/20 Q1017= 10/02/2009 SBKP 101600 33002KT 9999 BKN035 SCT100 29/21 Q1015= 10/02/2009 SBKP 101632 23003KT

9999

2000E

-TSRA

SCT035

FEW050CB SCT100 29/21 Q1015= 10/02/2009 SBGR 101600 05007KT 9999 BKN030 29/20 Q1016= 10/02/2009 SBGL 101600 14008KT 8000 SCT020 FEW025TCU 33/27 Q1012= 10/02/2009 SBVT 101600 06017KT 9999 FEW030 33/24 Q1013= 10/02/2009 SBSV 101600 13011KT 9999 FEW017 31/24 Q1013= 10/02/2009 SBBR 101600 29004KT

9999

BKN030

FEW040TCU

28/18 Q1019=

Exemplos de METAR internacionais: 10/02/2009 SAEZ

101600 08006KT 08006KT 9999 FEW040 OVC100 28/19 Q1006=

10/02/2009 SUMU 101600 35007KT 9999 FEW026 OVC200 34/17


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Q1007 NOSIG= 10/02/2009 SGAS 101600 34016KT 9999 SCT033 BKN080 32/23 Q1008= 10/02/2009 SAME 101600 09006KT 9999 FEW040 31/09 Q1010= 10/02/2009 SCEL

101600 15008KT 120V180 CAVOK 27/09 Q1016 NOSIG=

10/02/2009 SACO 101600 00000KT 9999 FEW030 FEW040CB24/19 Q1009 RETS= 10/02/2009 SLVR

101600 33017G27KT

9999

SCT005

BKN010

FEW030CB OVC07027/23 Q1010= 10/02/2009 SLCB

101600 34002KT 9999 FEW027 BKN200 22/12 Q1019=

10/02/2009 SVMI

101600 05005KT 9999 FEW016 BKN100 28/23 Q1015 NOSIG=

TAF – Terminal Aerodrome Forecast – Previsão Terminal de Aeródromo, confeccionada a cada 6 horas por um CMA-1. As previsões para os aeródromos internacionais têm validade de 24 horas ou 30 horas e os domésticos 12 horas. Ex.: TAF SBGR 271000Z 2712/2812 18010KT 2000 BR SCT020 BKN070 TX26/2719Z TN22/2806Z TEMPO 2715/2718 12008G25KT TS SCT030CB BECMG 2718/2720 13008KT RA OVC030 RMK PGW= DECODIFICAÇÃO: TAF – identificador do código. SBGR – indicador de localidade – Aeródromo de Guarulhos.


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271000Z – data e hora de confecção da previsão. Dia 27 às 1000 UTC. 2712/2812 – validade da previsão – identifica o dia, a hora de início e a hora do final da validade da previsão. Dia 12 UTC do dia 27 às 12 UTC do dia 28. 18010KT – indica o vento previsto – vento de 180º com 10 nós. 2000 – indica a visibilidade horizontal prevista – 2000 metros de visibilidade. BR – indica o tempo presente previsto – névoa úmida. SCT020 BKN070 – indica o grupo de nebulosidade prevista – nuvens esparsas com base a 2.000 pés e nublado a 7.000 pés.

TX26/2719Z TN22/2806Z – temperaturas máxima e mínima previstas e respectivos horários – temperatura de 26ºC prevista para as 1900 UTC do dia 27 e temperatura de 22ºC prevista para as 0600UTC do dia 28. TEMPO 2715/2718 – Previsão de mudança temporária entre 15 e 18 UTC do dia 27, com as seguintes condições: 12008G25KT TS SCT030CB e mudança gradual (BECMG) com a permanência posterior entre 18 e 20UTC: 13008KT RA OVC030= RMK PGW = Observação: indicativo do previsor que elaborou a mensagem.


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Outras abreviaturas – FM (From) – a partir de determinado horário (ex: FM 271800 – a partir das 18h00 UTC do dia 27) e PROB – probabilidade de 30 ou 40% de ocorrer a mudança em um período de tempo. EXEMPLOS DE TAF DAS 1800Z – Nacionais 10/02/2009

SBPA

101800 111800

09008KT

9999

TX33/1019Z

TN21/1109ZBECMG

1100/1102

FEW035

04010KT

TEMPO

1114/1118 02008KT 8000 TSRA BKN025FEW035CB RMK PAD= 10/02/2009

SBFL

101800 111800

07008KT

9999

TX28/1018Z

TN20/1109ZPROB40

1103/1112

FEW030

08005KT

SCT020

SCT035 RMK PAD= 10/02/2009

SBCT

101800 111800

06010KT 9999 BKN020 TX27/1018Z TN18/1109ZPROB40

BECMG

1023/1101 8000 BR DZ BKN010 RMK PAD= 10/02/2009

SBSP

101800 111800

15010KT

8000

BKN020

TN20/1108Z TX30/1117Z PROB30 1018/1022

4000

TSRA

BKN012

FEW035CB

BECMG

00000KT

BKN010

BECMG

1008/1010

04005KT

SCT020

BECMG

1012/1014

1023/1101

32005KT

FEW030 RMK PGG= 10/02/2009

SBKP

101800 -

27005KT 9999 SCT030 TN21/1108Z


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111800

TX31/1117Z 17015KT

PROB40

7000

FEW040CB

1018/1022

TSRA

BECMG

BKN025 1022/1024

13010KT 9000 NSC 1111/1113 06005KT

BECMG FEW030

BECMG 1114/1116 32005KT RMK PGG= 10/02/2009

SBGR

101800 -

15007KT 9000 BKN030

111800

TN20/1108Z TX31/1117Z PROB40 1018/1022 17010KT 4000 TSRA BKN015 FEW035CB BECMG 1022/1024 09005KT BKN010 PROB30 1108/1111 4000 BR BKN006 BECMG 1112/1114 32005KT 9999 FEW030 RMK PGG=

10/02/2009

SBGL

101800 111800

15010KT 8000 SCT020 TN24/1108Z TX34/1117Z

TEMPO

1020/1024

5000

BKN020

FEW030CB

TSRA

BECMG 1023/1101 35005KT BECMG 1109/1111

04005KT

SCT015

BECMG 1114/1116 13010KT RMK PHE = 10/02/2009

SBVT

101800 111800

05015KT

8000

FEW030

TN26/1107Z TX34/1116Z PROB30 1021/1023 TS SCT020 FEW030CB BECMG 1023/1101 02010KT BECMG 1113/1115 06020KT SCT030 RMK PHE =

10/02/2009

SBSV

101800 -

09009KT 9999 SCT017 TN26/1109Z


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111800

TX30/1116Z

PROB30

1104/1112

7000

TEMPO

SHRA

BKN015

RMK PCP= 10/02/2009

SBBR

101200 111200

08003KT

9999

FEW017

TX28/1018Z TN19/1108Z BECMG 1013/1015

08007KT

BKN024

PROB30 TEMPO 1015/1020 TSRA FEW035CB

BECMG

SCT024

1019/1021

BECMG

07003KT

1023/1101

FEW017

PROB30

1106/1110 BKN014 RMK PDL=

TAF DAS 1800Z – INTERNACIONAIS 10/02/2009

SAEZ

101800 111800

34012G30KT 6000 TSRA SCT030 FEW040CBOVC050 TN18/1109Z

TX30/1118Z

BECMG

1100/1102

28006KT 8000 RA BRSCT040 FM 111300 20012KT CAVOK= 10/02/2009

SUMU

101200 111200

02010KT CAVOK TEMPO 1013/1018 34015KT PROB30

9999FEW027 TEMPO

12015G25KT

BKN080

1020/11/06

6000

-TSRA

SCT010FEW040CB OVC060= 10/02/2009

SGAS

101800 -

34018KT 9999 SCT033 TX36/18Z

111800

TN24/09ZTEMPO 1019/1023 6000 TSRA BKN027 FEW040CB BECMG


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1100/1103 CAVOK=

GAMET – Previsão de fenômenos significativos que deverão ocorrer entre o solo e o FL 100 ou FL150 (em regiões montanhosas), dentro de uma FIR ou subárea, confeccionada por um CMA-1 e com validade de 6 horas, principiando às 00, 06, 12 e 18Z. EX.: SBRE GAMET VALID 200600/201200 RECIFE FIR SFC WSPD 08/10 25KT

SFC VIS 06/08 N OF 18DEG S 2000M CLD 06/08 OVC 800FT N OF 12 DEG S TURB MOD FL090 SIGMET APLICABLE: 2 e 4 (Previsão FIR Recife das 0600Z às 1200Z do dia 20; vento de superfície entre 0800Z e 1000Z de 25kt; visibilidade de 2000 m entre 0600Z e 0800Z ao norte da latitude 18º Sul; entre 0600Z e 0800Z, céu encoberto a 800 FT ao norte da latitude 12º Sul; turbulência moderada no FL090; SIGMET nºs 2 e 4 – aplicáveis à FIR). AVISO DE AERÓDROMO – Mensagem confeccionada por uma CMA-1 que informa sobre fenômenos meteorológicos que podem afetar aeronaves no solo e/ou instalações e serviços nos aeródromos. EX.: 20/01/2009 SBGR

201530 - 201930

AVISO DE AERODROMO 1 VALIDO 201530/201930 PARA SBGR/SBSP/SBMT/SBJD/SBKP


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PREVISTO TEMPESTADE COM VENTO DE RAJADA 17010/25KT= AVISO DE GRADIENTE DO VENTO – Mensagem elaborada por um CMA-1 sobre variações significativas de vento (direção e/ou velocidade) que possam afetar as aeronaves em trajetória de aproximação, entre o nível da pista e uma altura de 500 metros, assim como aeronaves na pista durante o pouso e a decolagem. EX.: WS WRNG VALID 201400/201800 SBGR SFC WIND 30010KT WIND AT 60M 36025KT IN APCH = (Mensagem alertando sobre variação significativa entre o vento de superfície e o vento a 60 m de altura para o Aeródromo de Guarulhos). SIGMET – Mensagem em linguagem abreviada, expedida por um Centro Meteorológico de Vigilância ( CMV ), sobre fenômenos observados ou previstos em rota que possam afetar as aeronaves em vôo acima do FL100. Para vôos transônicos ou supersônicos a mensagem é denominada SIGMET SST. EX: SBCW SIGMET 4 VALID 122200/130200 SBCW - SBCW CURITIBA FIR EMBD TS OBS AT 2145Z WI S3013 W05209 - S2651 W05334 - S2805 W05527 - S3055 W05305 - S3013 W05209 TOP FL350 MOV E 12KT NC= (SIGMET nº 4 válido para o dia 12 entre 2200UTC e dia 13 às 020UTC emitido pelo CMV Curitiba para a FIR Curitiba, com a observação de trovoada embutida com topos no FL 350 às 21h45Z dentro da área indicada


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pelas coordenadas geográficas, movendo-se para leste, com 12 nós de velocidade e sem variação (NC- no change). No final do SIGMET podem aparecer também as abreviaturas WKN – enfraquecendo ou INTSF – intensificando. AIRMET – Mensagem semelhante ao SIGMET, expedida por um CMV e voltada para aeronaves em níveis baixos (até o FL100). EX.: SBRE AIRMET1 VALID 201400/201800 SBRF RECIFE FIR MOD TURB OBS AT1350 FL090 NC= (AIRMET expedido pelo CMV Recife, valido entre 1400Z e 1800Z, alertando sobre turbulência moderada observada às 1350Z no FL090, na FIR Recife).


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12. CARTAS METEOROLÓGICAS CARTAS SIGWX Cartas confeccionadas pelo CNMA (Centro Nacional de Meteorologia Aeronáutica) de Brasília, com antecedência de 24 horas, com as condições de tempo e áreas de nebulosidade previstas desde a superfície até o nível 250. Podem também ser obtidas cartas de tempo significativo elaboradas pelo Centro Mundial de Previsão de Washington do nível 250 até o 630. A validade das cartas é de 6 horas, sendo que na legenda aparece o horário médio da carta. Ex.: Carta das 1800UTC tem validade entre 15 e 21 UTC.

Figura 48 – Carta SIGWX da América do Sul do dia 09 de abril de 2004 – 18h00 UTC Fonte: http://www.redemet.aer.mil.br


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CARTAS WIND ALOFT PROG Cartas de previsão de vento e temperatura em altitude, elaboradas pelo CNMA a cada 12 horas, nos horários das 00h00 e 12h00, com antecedência de 24 horas, para os FL 050, FL100, FL180, FL240, FL300, FL340, FL390, FL450 e FL630. Cada carta tem validade de 12 horas, valendo 6 horas antes e 6 horas depois do horário constante na carta.

Figura 49 – Carta WIND ALOFT PROG do dia 09 de abril de 2004 – 12h00 UTC – FL300 Fonte: http://www.redemet.aer.mil.br


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13. ESTABILIDADE E INSTABILIDADE ATMOSFÉRICA A estabilidade atmosférica ocorre quando há ausência de movimentos convectivos ascendentes. Pode produzir nuvens do tipo estratiformes e também gerar névoas e nevoeiros; pode ocorrer precipitação leve e contínua e haver restrição de visibilidade. A instabilidade atmosférica , por sua vez, ocorre quando predominam os movimentos convectivos ascendentes. Produz nuvens cumuliformes, que podem gerar precipitação em forma de pancadas e, com exceção dos períodos de precipitação, boa visibilidade. Na figura abaixo são mostradas as duas condições atmosféricas, de estabilidade e de instabilidade.

Figura 50 – Esquema de condição atmosférica estável e instável Fonte: Salvat, 1980.


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Processo adiabático – processo de aquecimento ou resfriamento de uma partícula de ar sem troca de calor com o meio (o ar é um mau condutor de calor). Razão adiabática – gradiente vertical de temperatura que se verifica sem troca de calor com o ar ambiente. Razão adiabática seca (RAS) – gradiente vertical de temperatura de uma parcela de ar seco que, ao se elevar, vai se resfriando adiabáticamente na proporção de 1ºC/100 m; na descida, o ar irá se aquecer adiabáticamente na mesma proporção. Se o gradiente térmico vertical for maior que 1ºC/100 m, a parcela de ar seco se torna instável e tenderá a subir; se o gradiente for menor que 1ºC/100 m a parcela de ar seco se torna estável e tenderá a descer; para ocorrer o equilíbrio do ar seco, o gradiente térmico vertical real de um volume de ar seco deve ser igual à RAS.

Razão adiabática úmida (RAU) – gradiente vertical de temperatura que ocorre com o ar saturado na proporção média de 0,6ºC/100 m. Este valor é verificado a partir do nível de condensação convectiva, isto é, após ter iniciado a condensação e a formação de nuvens. Se o gradiente térmico vertical for maior que 0,6ºC/100 m, a parcela de ar úmido se torna instável e tenderá a subir; se o gradiente for menor que 0,6ºC/100 m a parcela de ar úmido se torna estável e tenderá a descer; para ocorrer o equilíbrio do ar úmido, o gradiente térmico vertical real de um volume de ar úmido deve ser igual à RAU.


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Estabilidade atmosférica – Conforme o gradiente térmico vertical existente, a atmosfera apresentará 3 situações possíveis (estabilidade absoluta, instabilidade absoluta e atmosfera condicionada). Estabilidade absoluta – independente do teor de umidade do ar, a atmosfera será ESTÁVEL sempre que ocorrer o GT menor que 0,6 ºC/100 m. Instabilidade absoluta – independente do teor de umidade, a atmosfera será INSTÁVEL sempre que o GT for maior que 1ºC/100m; Atmosfera condicionada – quando o GT da atmosfera for maior que 0,6ºC/100m e menor que 1,0ºC/100m, a situação de equilíbrio será condicional; se 1) AR SECO – atmosfera será estável; 2) AR ÚMIDO/SATURADO – atmosfera será instável.

Gradiente superadiabático – gradiente térmico maior que os gradientes adiabáticos (RAS e RAU) e que dá origem à instabilidade atmosférica. Gradiente autoconvectivo – aquele que provoca na atmosfera um grau máximo de instabilidade – 3,42ºC/100 m (valor máximo já encontrado na atmosfera). NCC – Nível de Condensação Convectivo – altura na qual uma parcela de ar, quando suficientemente aquecida por baixo, ascende adiabáticamente, até se tornar saturada, iniciando a condensação. No caso mais comum, é a altura das nuvens cumulus e cumulonimbus, que pode ser calculada pela


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fórmula (T – TD) x 125 m; os dados devem ser extraídos dos boletins METAR e SPECI. Ex: METAR SBGR 141700Z 18010KT 9999 BKN033 30/22 Q1020= No exemplo acima, temos a diferença entre a temperatura do ar (30ºC) e a temperatura do ponto de orvalho (22ºC) igual a 8ºC que, multiplicado por 125 (m), resultará em 1.000 m, que é a base das nuvens cumuliformes informadas no boletim. Obs.: tal cálculo somente deve ser utilizado para formações cumuliformes de origem local (aquecimento local) e não para formações de gênese orográfica ou frontal. Obs.: O gradiente térmico vertical da temperatura do ponto de orvalho é igual a 0,2ºC/100m.


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14. TURBULÊNCIA As turbulências são definidas como irregularidades na circulação atmosférica que afetam aeronaves em vôo, provocando solavancos bruscos em suas estruturas. É uma das principais causas de acidentes aéreos e pode ocorrer a partir de várias causas: A) Turbulência termal ou convectiva – Associada às correntes térmicas sobre os continentes (principalmente durante as tardes de verão) ou oceanos (durante as noites). As nuvens cumuliformes são indicadores da existência desse tipo de turbulência. B) Turbulência orográfica – surge do atrito do ar ao soprar contra elevações montanhosas; um indício de sua presença são as nuvens lenticulares (forma de amêndoas) nas cristas das elevações e nuvens rotoras à sotavento. À barlavento as aeronaves devem encontrar aumento de altitude (ganho de sustentação) e à sotavento perda de altitude, devendo aumentar a potência de seus reatores e sair da área de ondas orográficas. C) Turbulência mecânica ou de solo – provocada pelo atrito do ar ao soprar contra edificações e outros obstáculos artificiais. Afetam particularmente os helicópteros e aviões pequenos, que voam a baixa altura e também nos procedimentos de pouso e decolagem de aeródromos situados em áreas urbanas (ex.: Campo de Marte e Congonhas). D) Turbulência dinâmica: D.1) Turbulência frontal – turbulência surgida com a presença de sistema frontal. 95 http://slide pdf.c om/re a de r/full/a postila -de -mete orologia -piloto-pr iva do

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D.2) Turbulência em ar claro (Clear Air Turbulence - CAT) – turbulência que surge sem nenhuma indicação visual, sob céu claro; geralmente está associada à Corrente de Jato (Jet Stream), com velocidades acima de 50 kt e de até 300 kt em altitudes acima de 20.000 ft; as cartas SIGWX dos FL250 /630 mostram as áreas previstas de CAT e JET STREAM. D.3) Turbulência de cortante de vento (WIND SHEAR ) – surge da variação na direção e/ou velocidade do vento em baixa altura (até 2.000 ft ou 600 m são mais perigosos), provocando o ganho ou perda de sustentação da aeronave e colocando em sério risco os vôos, principalmente nos procedimentos de pouso e decolagem. O gradiente de vento é reportado pelos pilotos das aeronaves que encontraram o fenômeno e a WS aparece no final dos boletins METAR e SPECI; o previsor expede um aviso de gradiente de vento (WS WARNING). Tabela 8 – Intensidade de Wind Shear INTENSIDADE LEVE

VARIAÇÃO

0 a 2 m/s em 30m (100 pés) – 0 a 4 kt em 30m

MODERADA

2,6 a 4,1 m/s em 30 m – 5 a 8 kt em 30 m

FORTE

4,6 a 6,2 m/s em 30 m – 9 a 12 kt em 30 m

SEVERA

acima de 6,2 m/s em 30 m – mais de 12 kt em 30 m

Obs: A intensidade de WS em aviação é classificada conforme a variação do vento em uma determinada distância.

D.4) Esteira de turbulência (WAKE ) – surge nas trajetórias de pouso e decolagem, principalmente de aeronaves de grande porte, quando são formados vórtices a partir de hélices, turbinas ou pontas de asas; as aeronaves que se encontrarem atrás daquelas que geraram a esteira devem


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ter uma distância adequada para não sofrerem acidentes sérios (ex.: aeronave pequena deve ter separação de 6 milhas de uma aeronave considerada pesada – B747).

Figura 51 – Esteira de turbulência de uma pequena aeronave Fonte: Cabral e Romão, 1999.

Figura 52 – Esteira de turbulência de um helicóptero Fonte: Cabral, 2001


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Tabela 9 – Intensidade de turbulência INTENSIDADE

IDENTIFICAÇÃO

A aeronave sofre acelerações verticais inferiores a 2 LEVE

MODERADA

FORTE

SEVERA

m/s, porém não sofre alterações significativas em sua altitude. A tripulação sente a necessidade de utilizar cinto de segurança, mas os objetos continuam em repouso. O serviço de bordo pode prosseguir normalmente. Encontra-se pouca ou nenhuma dificuldade ao se caminhar pelo corredor da aeronave. A aeronave sofre acelerações verticais entre 2 m/s e 5 m/s, podendo sofrer mudança de altitude, porém continua sob controle. É necessário o uso do cinto de segurança. Os objetos soltos podem se deslocar e encontra-se dificuldade para executar o serviço de bordo ou se deslocar pelo corredor da aeronave. A aeronave sofre acelerações verticais entre 5 m/s e 8 m/s, sofrendo bruscas mudanças de altitude. Pode-se, momentaneamente, perder o controle da aeronave. Os objetos soltos são fortemente lançados de um lado para o outro e os instrumentos a bordo vibram de modo intenso, criando sérias dificuldades para o piloto. Passageiros podem entrar em pânico devido aos movimentos violentos da aeronave. O serviço de bordo e o caminhar pelo corredor da aeronave se tornam impraticáveis. A aeronave sofre acelerações verticais superiores a 8 m/s. Em tal situação é impossível o controle da aeronave e, devido à forte trepidação, podem ocorrer danos à sua estrutura.


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A ocorrência dos fenômenos de gradiente de vento e turbulência está extremamente associada, diferenciando-se basicamente na ordem de grandeza de escala, relativa ao tamanho da aeronave e sua velocidade. A escala do gradiente de vento (WS) é maior que a da turbulência. O gradiente do vento altera a velocidade da aeronave e, portanto, sua sustentação. A turbulência afeta mais o controle da aeronave devido à forte trepidação.


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14. VENTOS E CIRCULAÇÃO ATMOSFÉRICA Tendo em vista o aquecimento diferencial da superfície do planeta, ocorrem diferenças de pressão que irão ocasionar os ventos, que são o movimento horizontal (ou advectivo) de uma massa de ar. Quando ocorrem diferenças de pressão, se verificam fluxos de ar, de maior ou menor intensidade, proporcionalmente ao gradiente de pressão, sempre da maior para a menor pressão. Outro fator importante na circulação geral da atmosfera em grande escala é o movimento de rotação da Terra (W-E) e, como consequência disso, os ventos apresentam um modelo turbilhonar, com desvio para direita no hemisfério norte e para a esquerda no hemisfério sul, sendo convergentes em direção aos centros de baixa (ciclones) e divergentes, em relação aos de alta (anticiclones). É a chamada Força ou Efeito de Coriolis, que surge a partir do movimento de rotação da Terra e que vai ocasionar os desvios dos ventos nos dois hemisférios, sendo que nos polos a força defletora é maior devido à maior velocidade linear e no equador a Força de Coriolis é nula . Devido à Força de Coriolis surge a Lei de Buys-Ballot , que diz que sempre que voltarmos as costas para o vento teremos à nossa esquerda as maiores pressões e à nossa direita, as menores pressões. A direção e velocidade dos ventos dependem de quatro fatores: gradiente de pressão, força de Coriolis, força centrípeta (pois a trajetória dos ventos não é retilínea) e influência do atrito (devido à rugosidade do terreno com colinas, montanhas, edificações etc). 100 http://slide pdf.c om/re a de r/full/a postila -de -mete orologia -piloto-pr iva do

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Conforme o atrito com a superfície, pode-se dividir os ventos em 3 tipos: 1) Vento de superfície – até 100 metros do solo – máximo atrito; 2) Vento superior – de 100 até 600 metros – área de transição; 3) Vento gradiente – acima de 600 metros – fluxo livre de ventos. Os ventos podem ser barostróficos , quando fluem exclusivamente devido ao gradiente de pressão, em pequenas distâncias e os geostrófico s, associados ao movimento de rotação da Terra e ao gradiente de pressão, em grandes distâncias. Os de escala local, como as brisas litorâneas e as de montanha e vale (também chamados respectivamente de catabáticos e anabáticos) enquadram-se na primeira categoria e os de macro-escala, como os ventos alísios, na segunda. Os ventos geostróficos resultam do equilíbrio entre a Força de Coriolis e do gradiente de pressão e ocorre acima de 600 metros de altura, livre da camada de fricção. O Vento Gradiente resulta do equilíbrio das Forças de Coriolis, Gradiente de Pressão e Força Centrífuga e ocorre acima de 600 metros de altura. O vento Ciclostrófico surge do equilíbrio das Forças do Gradiente de Pressão e Força Centrífuga e que se verifica próxima ao Equador, onde a Força de Coriolis é nula. Nos aeródromos utilizam-se os anemômetros para medir a direção e a velocidade dos ventos, sendo que os pousos e decolagens devem ser feitos,


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preferencialmente, contra o vento, garantindo maior sustentação às aeronaves. A direção do vento sempre indica de onde sopra o vento; para fins meteorológicos tal direção tem como referência o norte geográfico (verdadeiro) e para os órgãos de tráfego aéreo a referência é o norte magnético. Em relação à velocidade do vento, sua indicação é feita em nós (kt). Além da velocidade do vento, podem ocorrer rajadas, que são variações de, pelo menos 10 kt em relação ao vento médio observado, em um período de até 20 segundos. Os registros de vento em uma Estação Meteorológica de Superfície tomam por base um período de 10 minutos de observação, enquanto que as Torres de Controle utilizam um período de 2 minutos. CIRCULAÇÃO ATMOSFÉRICA Devido ao aquecimento diferencial do globo e à rotação da Terra, a atmosfera do planeta está em constante movimento que, até 20.000 pés de altitude, é denominada Circulação Geral Inferior , sendo composta por três faixas de vento em ambos os hemisférios e uma zona de convergência na área equatorial: 1) Ventos Polares de Leste – Fluem dos anticiclones polares para as latitudes temperadas e são desviados pela Força de Coriolis resultando em direção predominante de este nos dois hemisférios.


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2) Ventos Predominantes de Oeste – Fluem a partir dos anticiclones subtropicais nos dois hemisférios em direção aos pólos, com fluxo predominante de oeste e intensificando nas latitudes mais altas. 3) Ventos Alísios - Fluem a partir dos anticiclones subtropicais nos dois hemisférios em direção ao equador e apresentam direção de SE no hemisfério sul e NE no hemisfério norte. 4) ITCZ – Intertropical Convergence Zone – Região de encontro dos ventos alísios dos dois hemisférios; varia entre 15º N a 12ºS e tem como posição média 5ºN, largura variável (até 500 km) e acompanhando o verão no respectivo hemisfério. Entre as áreas de ITCZ ocorrem regiões de baixas pressões e calmarias denominadas DOLDRUMS.


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Figura 53 -Esquema da Circulação Atmosférica. Fonte: Salvat, 1980.

A Circulação Geral Superior , por sua vez, ocorre acima de 20.000 pés de altitude, com origem nas latitudes equatoriais e tropicais e que fluem em direção aos pólos, como retorno dos ventos que alcançaram a ITCZ, se elevaram a altas altitudes e seguem o caminho inverso. São exemplos de ventos da Circulação Geral Superior:


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Corrente de Berson – Ventos que ocorrem no Equador, acima de 60.000 pés, de W-E, com velocidades acima de 100 kt em direção aos pólos.

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Ventos Contra-Alísios – ocorrem nas latitudes tropicais, entre 20ºN e 20ºS, como o retorno dos alísios em direção aos pólos.

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Correntes de Jato – faixas de ventos (cerca de 400 km de largura) que ocorrem nos dois hemisférios em latitudes temperadas, acima de 30.000 pés, podendo apresentar ventos entre 50 kt e 350 kt. Sua direção predominante é W, está associada à CAT (Clear Air Turbulence) e é importante fator na movimentação das massas de ar provenientes dos pólos.

Circulação Secundária ou Regional - circulações de escala espacial menor, associadas, muitas vezes, à diferenças locais como a orografia. 

Brisas – circulações que surgem a partir do aquecimento diferencial entre a superfície do mar e da terra.

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Brisa marítima – devido ao maior aquecimento da terra durante o dia em relação à superfície do mar, ocorre o fluxo de ar do mar para o continente.


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Figura 54 – Esquema de brisa marítima Fonte: http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7o.html

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Brisa terrestre – ocorre durante a noite, do continente para o mar, devido ao maior resfriamento do continente e, conseqüentemente maior pressão em relação ao ar sobre o mar, mais quente e menos denso.

Figura 55 – Esquema de brisa terrestre Fonte: http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7o.html


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Monções – circulação de ventos que ocorrem em algumas regiões do planeta (ex.: sul da Índia), com predominância dos ventos soprando do mar (monções de verão), causando chuvas abundantes ou soprando do continente (monções de inverno) causando longo período de seca.

Figura 56 - Esquema de Monções de inverno e de verão. Fonte: http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7o.html

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Ventos de vale – ocorrem durante o dia, a partir do aquecimento do ar no fundo do vale e sua ascensão pelas encostas.

Figura 57 – Esquema de vento de vale Fonte: www.physicalgeography.net/fundamentals/7o.html


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Ventos de montanha – ocorrem durante a noite, com a descida, pelas encostas, do ar mais frio em direção aos fundos de vale.

Figura 58 – Esquema de vento de montanha Fonte: www.physicalgeography.net/fundamentals/7o.html

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Vento anabático – vento semelhante ao vento de vale, quando o ar mais aquecido, durante o dia, se eleva sobre uma encosta (mais alongada).

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Vento catabático – vento similar ao vento de montanha, quando o ar, durante a noite, se resfria na parte mais alta de uma encosta (mais alongada) e flui em direção ao vale.

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Efeito Föehn – Ventos quente e secos que ocorrem à sotavento das elevações montanhosas.


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16. FORMAÇÃO DE GELO A formação de gelo em aeronaves é fator de risco e causa de inúmeros acidentes aeronáuticos, como o relatado abaixo. “No dia 27 de dezembro de 1991, um MD-81 teve que fazer um pouso forçado fora do aeroporto, partindo-se em três pedaços, pouco depois da decolagem. Quando o avião corria na pista e iniciava a rotação para subir, o gelo que se tinha formado sobre as asas desprendeu-se e foi ingerido pelas turbinas, situadas na cauda, que, em conseqüência, pararam”. “O efeito mais devastador da formação de gelo é a modificação do perfil aerodinâmico da asa. Quando se forma gelo, o fluxo de ar é alterado e a sustentação é gravemente afetada. Testes feitos pela FOKKER, no túnel aerodinâmico, mostraram que mesmo uma camada de gelo fina como uma folha de papel faz a sustentação diminuir em 25%....” (Pessoa, L.T., JT, 14/05/92, p.3 – Caderno de Turismo).

O gelo afeta a aeronave interna e externamente; dentro da aeronave o gelo se forma no tubo de pitot, nos carburadores e nas tomadas de ar, diminuindo a circulação do ar para instrumentos e motores; fora da aeronave, há o acúmulo de gelo nas superfícies expostas gerando aumento do peso e resistência ao avanço. Nas partes móveis das aeronaves (rotor e hélices), afeta seu controle e produz fortes vibrações.

1) 2) 3) 4)

Para a formação de gelo, são necessárias as seguintes condições: Presença de gotículas super-resfriadas; Temperatura do ar menor ou igual a 0ºC; Superfície da aeronave menor ou igual a 0ºC. Camada da atmosfera úmida (T – Td <= 6,0ºC)


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Tabela 10 – Tipos de gelo Tipo de gelo

Condição da atmosfera

Gelo claro (brilhante, denso e translúcido), cristal, liso ou - atmosfera instável ou vidrado (mais perigoso devido à maior aderência e condicional instável dificuldade de remoção de grandes gotículas superesfriadas) Gelo escarcha, amorfo ou opaco (granulado, suave e semelhante ao formado no congelador)

Faixa de temperatura

Entre 0ºC e 10ºC

–

- atmosfera instável ou condicional instável

Entre –10ºC e – 20ºC

- atmosfera estável ou condicional estável

Entre 0ºC e –10ºC

Nebulosidade associada: 



Gelo tipo cristal está vinculado ao ar instável e turbulento estando, portanto, associado às nuvens cumuliformes (Cu e Cb) Gelo tipo escarcha ocorre principalmente em atmosfera estável e sem turbulência, estando associado à nuvens estratiformes (St, As) Formação de geadas em aeronaves



Quando se choca contra os pára-brisas das aeronaves podem causar grande restrição à visibilidade.

A geada se forma quando a aeronave voa durante muito tempo com temperatura abaixo de 0ºC e depois passa por uma área com temperatura acima de 0ºC contendo água, esta, ao se chocar com a superfície fria da 


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aeronave, cria uma fina camada de gelo esbranquiçada, de aparência de neve. Intensidade de formação de gelo A intensidade de formação é dimensionada conforme sua razão de acumulação na aeronave. Formação Leve – acúmulo lento, não ultrapassando a razão de 1 mm/min; geralmente a evaporação compensa a acumulação de gelo e, portanto, não há problemas operacionais na aeronave. Formação Moderada – acumulação entre 1 e 5 mm/min. Há a diminuição da eficiência das comunicações, erros nos instrumentos de pressão, pequena vibração e velocidade indicada com perda de até 15%. Formação Forte – formação quase instantânea, com grande e rápida (de 5 a 10 mm/min.) acumulação de gelo sobre a aeronave, ocasionando fortes vibrações nos motores, alteração nos comandos e velocidade indicada com perda de até 25%. Em poucos minutos pode haver de 5 a 8 cm de acúmulo de gelo nas aeronaves. Em situações mais graves, a formação de gelo pode determinar a imediata mudança de nível de vôo, devido à ineficiência dos sistemas de combate à sua formação. Efeitos do gelo sobre as aeronaves 1. Diminui a sustentação; 2. 3. 4. 5. 6.

Aumenta a resistência ao avanço; Perda da eficiência aerodinâmica; Perda de potência dos motores; Restrição visual; Indicações falsas dos instrumentos etc.


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Áreas críticas da aeronave em relação ao gelo 

Asas – modifica o perfil aerodinâmico, aumenta a resistência ao avanço e

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diminui a sustentação. Hélices – reduz o rendimento e apresenta fortes vibrações.

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Tomadas de ar (TUBO DE PITOT) – afeta o indicador de velocidade vertical (climb), altímetro e velocímetro. Carburador – reduz o rendimento do motor e sua potência. Antenas – afeta as comunicações, pois aumenta o diâmetro dos cabos e diminui o isolamento em relação ao corpo da aeronave. Em situações extremas, o excesso de peso pode causar a ruptura da antena.

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Pára-brisas

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Tanques de combustível Sistemas Antigelo São divididos em dois tipos: os anticongelantes ( anti-ice ), que impedem

a formação de gelo e os descongelantes ( de-ice ), que procuram retirá-lo. Sistema mecânico: Evita o acúmulo de gelo, mas não sua formação. Atua por meio de capas de borrachas inseridas nos bordos de ataque das asas e empenagens. Tais capas inflam ar comprimido periodicamente e rompem o gelo formado. Sistema térmico: Evita e combate a formação de gelo, aquecendo as partes mais vulneráveis da aeronave, através de resistências elétricas incandescentes ou por meio de fluxos de ar aquecido dos motores.


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Sistema químico: Geralmente tal sistema é usado de maneira preventiva nas hélices, pára-brisas e carburadores, a partir de fluidos anticongelantes constituídos de água e álcool etílico, que tem a capacidade de liquefazer o gelo formado ou impedir tal formação. Informações úteis para diminuir ou evitar os efeitos da formação de gelo: A) Faça a remoção do gelo que porventura exista sobre a aeronave antes da decolagem; B) Use de forma correta o sistema antigelo; C) Evite voar em FL dentro de nuvens com altos índices de precipitação, particularmente entre as faixas de 0 e –20ºC; D) Emita mensagem de posição com reporte de formação de gelo em seu FL.

Produtos da NOAA (NATIONAL OCEANIC AND ATMOSPHERIC ADMINISTRATION ) A NOAA disponibiliza na Internet, produtos experimentais mostrando áreas de formação de gelo para os EUA em suas imagens de satélite. Para a obtenção de tais produtos meteorológicos, pode-se acessar os seguintes sites: e http://orbit-net.nesdis.noaa.gov/arad/fpdt/icg.html http://www.rap.ucar.edu/weather/satellite.html . Além das áreas sombreadas de azul claro, mostrando a concentração de nuvens com gotículas de água superesfriadas, também são inseridas as informações dos últimos reportes dos pilotos sobre as imagens, em amarelo e com a seguinte classificação em relação à formação de gelo: 0 = nenhuma;


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1 = leve; 2 = leve/moderada; 3 = moderada; 4 = moderada/severa e 5 = severa; as altitudes são plotadas em verde.

Figura 59 – Imagem de satélite meteorológico indicando áreas de formação de gelo. Fonte: http://orbit-net.nesdis.noaa.gov/arad/fpdt/icg.html

Deve-se esperar gelo sempre que a aeronave atravessar nebulosidade ou chuva em camadas próximas ou acima do nível de congelamento, normalmente entre 6.000 e 20.000 pés. Em CB em formação, pode ser encontrado gelo severo em alturas ainda mais elevadas. As regiões frontais, cavados, baixas pressões e sobre elevações montanhosas também são áreas muito problemáticas em relação à formação de gelo. Obs.:


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LISTAS DE TESTES


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Apostila de Meteorologia PILOTO PRIVADO

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