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CAPÍTULO XIII

PROCESSO ADIABÁTICO

INTRODUÇÃO

O ar atmosférico sendo considerado como um gás, quando é AQUECIDO, apresenta menor densidade e se EXPANDE e, quando é RESFRIADO, apresenta maior densidade e se COMPRIME.

Conclusão variação de temperatura, provoca modificações na pressão e no volume do ar.

Processo Adiabático é aquele, no qual uma parcela de ar se expande ou comprime, sem que haja troca de calor com o meio ambiente.

• RAZÃO ADIABÁTICA SECA (RAS)
• Variação de temperatura sofrida por uma parcela de ar seco (da superfície até a base da nuvem)

• RAS = 1ºC/100M

• RAZÃO ADIABÁTICA ÚMIDA (RAU)
• Processo adiabático de uma parcela de ar saturada (da base ao topo da nuvem).

• RAU = 0,6ºC/100M

• GRADIENTES TÉRMICOS
• GRADIENTE NORMAL 
• 0,65ºC/100M OU 2ºC/1.000FT;

• GRADIENTE SUPER ADIABÁTICO 
• > QUE 1ºC/100M;

• GRADIENTE AUTOCONVECTIVO 
• Gradiente máximo para o ar seco, permissível na atmosfera é de 3,42ºC/100M;

• GRADIENTE DO PONTO DE ORVALHO
• 0,2ºC/100M

NÍVEL DE CONDENSAÇÃO CONVECTIVA (NCC)

Nível onde o ar saturado se condensa, ou seja, a temperatura do ar se iguala a temperatura do ponto de orvalho. A altura do NCC equivale à altura da base das nuvens.

                                                            H= (T- PO) x 125

Onde:

H = altura da nuvem Cumulus
T = Temperatura na superfície
PO = Ponto de Orvalho na superfície

O valor constante 125 será resultado da diferença entre os gradientes RAS - PO (1/100m - 0,2/100m)

EQUILÍBRIO DA ATMOSFERA

• EQUILÍBRIO DO AR SECO: 
• INSTÁVEL: 
• Gradiente térmico > 1ºC/100M;

• ESTÁVEL: 
• Gradiente Térmico < 1ºC/100M;

• NEUTRO: 
• Gradiente Térmico = 1ºC/100M;

• EQUILÍBRIO DO AR SATURADO: 
• INSTÁVEL: 
• Gradiente térmico > 0,6ºC/100M;

• ESTÁVEL: 
• Gradiente Térmico < 0,6ºC/100M;

• NEUTRO: 
• Gradiente Térmico = 0,6ºC/100M;

CONDIÇÕES DE TEMPO ASSOCIADAS AO EQUILÍBRIO DO AR

INSTABILIDADE: Tempo ruim,nuvens cumuliformes,precipitação tipo pancada,visibilidade boa,ar turbulento,formação de  gelo claro.

ESTABILIDADE: Bom tempo,céu claro ou nuvens estratiformes,Visibilidade restrita por nevoeiro, fumaça, névoa seca, névoa úmida,precipitação leve,ar calmo,sem turbulência,formação de gelo opaco.

ESTABILIDADE CONDICIONAL

Ocorre quando o gradiente térmico do ar ambiente estiver compreendido entre o valor da razão adiabática úmida e a razão adiabática seca.

                                                  0,6ºC/100M<GT<1ºC/100M

INSTABILIDADE ABSOLUTA OU MECÂNICA

Quanto maior o gradiente térmico maior será o grau de instabilidade da atmosfera. A instabilidade que ocorre com o gradiente auto-convectivo provoca o maior grau de instabilidade.
Com o gradiente auto-convectivo o ar torna-se muito mais frio acima da superfície, provocando afundamento pelo peso e o ar superaquecido e bem mais leve à superfície sobe com violência.

GRADIENTE AUTO-CONVECTIVO: 3,42ºC/100M 

                                                                

                                                                EXERCÍCIOS

1) Nuvens cumulus estão a 1.000M de altura a temperatura do PO a 500M é 15º C. Calcular a temperatura na base da nuvem.

2) Nuvens cumulus estão a 1.500M de altura a temperatura do PO na base da nuvem é de 12 ºC. Calcular a temperatura convectiva e a temperatura do PO na superfície.

3) Nuvens cumulus estão formadas por convecção a 1.000 M de altura a barlavento de uma montanha de 2.000M de altura. A temperatura convectiva é 25ºC. Calcular a temperatura no topo da montanha, a 500M do solo no lado a sotavento e também na superfície ainda no mesmo lado.

4) Calcular a altura da base das nuvens cumulus sabendo-se que a temperatura do ar a 800M é 13ºC e a temperatura do PO a 500M é 8ºC.

5) Nuvens cumulus estão formadas a 700M de altura sobre um planalto de 300M situado a barlavento de uma montanha de 1.500M. A temperatura convectiva no planalto é 20 ºC. Calcular a temperatura no topo da montanha e em superfície no lado a sotavento.

6) Determinar a temperatura do ar, em graus Celsius, à superfície, sabendo-se que o ponto de orvalho, na base da nuvem cumulus, é igual a 15ºC e o NCC da respectiva nebulosidade é igual a 1.000 metros.
a)25        b)27            c)29            d)31

7) NCC indica:
a) as bases das nuvens convectivas      
b) o topo da camada limite
c) o topo das nuvens convectivas
d) as bases das nuvens estratiformes

8) Em qual dos gradientes abaixo, poderá ocorrer trovoadas:
a)0,1ºC/100M        b)0,5ºC/100M        c)1,6ºC/200M        d)2,4ºC/200M

9) Dada à camada de ar: ao nível do mar 20ºC e a 2000 metros 0ºC. Determinar sua condição de equilíbrio:
a) neutro                  b) estável               c) instável                d) mecânico

10) Uma parcela de ar no nível do mar com 27ºC sobe a encosta de um morro de 2.000 metros, indo formar nuvens convectivas a 800 metros. Qual será a temperatura do ar do outro lado do morro na altitude de 300 metros:
a) 24ºC                   b) 32ºC                  c) 11,8ºC                    d) 28,8ºC

                                                                RESOLUÇÕES

1)Gradiente PO = 0,2/100m
0,2 x 500/100 = 1°C
PO = 15 - 1 = 14°C 

2)
T = 12°C

Variação T
1.500M = +15°C
T= 27°C

PO = 12°C
Variação do PO
1500M = +3°C
PO = 15°C

3) 

T = 25°C
1.000 M x 1/100M
VARIAÇÃO = -10°C
Logo Base da nuvem = 15°C

1.000 M x 0,6/100

VARIAÇÃO = -6°C
Logo Topo da nuvem = 9°C

1.500 M x 1/100
VARIAÇÃO = +15°C

Logo T2 (500m do solo sotavento) = 24°C

500 M x 1/100
VARIAÇÃO = +5°C
Logo T3 (solo sotavento) = 29°C

4) 

A 800m T = 13ºC

800M x 1/100

Variação = +8°C

Superfície T = 21ºC

A 500m PO = 8ºC

500M x 0,2/100

Variação = +1°C

Superfície PO = 9ºC

H=(T-PO)x125

H=(21-9)x125

H=12x125 =1.500M

5) 

6)

Na base da nuvem 

T = 15ºC

Descendo

1.000M x 1/100

Variação = +10°C

Logo na superfície

T = 25ºC

7) Resposta: A

8) Resposta:D

9) Resposta: A

10)  

No nível do mar T= 27°C

Subindo 800 na RAS 

800M x 1/100

Variação = -8°C

Temperatura na Base da nuvem = 19°C

Subiremos 1200m na RAU

1.200M x 0,6/100

Variação = -7,2°C

Encontraremos no topo da montanha 

11,8ºC

No sotavento desceremos 1700m na RAS

1.700M x 1/100

Variação = +17°C

Logo encontraremos a 300m

28,8ºC