Ciclone extratropical

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Um ciclone extratropical no fim de seu ciclo de vida próximo à Islândia

Ciclone extratropical é um sistema tempestuoso caracterizado por um sistema de baixa pressão e por um núcleo frio, que produz, na maioria dos casos, ventos e chuvas fortes.[1] Este fenômeno meteorológico forma-se nas regiões de latitudes médias, onde constitui uma parte importante da circulação atmosférica ao mover frio das regiões polares para as latitudes mais baixas. Um ciclone extratropical fortalece-se através de gradientes (diferenças) de temperatura e de ponto de orvalho. A região onde ocorrem tais gradientes é conhecida como zona baroclínica.[2] Os ciclones extratropicais obtêm sua energia por métodos diferentes àqueles usados por outros fenômenos ciclônicos, tais como ciclones tropicais e as baixas polares, permitindo a sua classificação como sistemas de 'núcleo frio'.[1]

Estes ciclones são chamados de 'extratropicais' porque se formam quase que exclusivamente fora das regiões trópicas e também por se originarem de massas de ar de origem não-tropical. Estes sistemas também são chamados de 'ciclones' devido à sua natureza ciclônica. No hemisfério norte, os ciclones extratropicais giram em sentido anti-horário e no hemisfério sul, giram em sentido horário. Dependendo de sua localização geográfica e de sua intensidade, os ciclones extratropicais recebem outras designações, tais como ciclone de média latitude, depressão extratropical, baixa extratropical, ciclone frontal, baixa não-tropical e às vezes, ciclone pós-tropical.[3]

A maioria dos ciclones extratropicais produz ventos fortes e chuvas moderadas a torrenciais. Assim como o ciclone tropical, intensos ciclones extratropicais também são capazes de causar a maré ciclônica, uma elevação do nível do mar associada ao sistema. Dependendo da intensidade do sistema, estes fatores secundários podem provocar tantos estragos como o próprio ciclone. Os ciclones extratropicais formam-se em massas atmosféricas com alta instabilidade meteorológica e perdem a sua força quando se tornam barotrópicos, ou seja, quando as diferenças de temperatura ocorrem juntamente às diferenças de pressão. Algumas regiões costeiras são frequentemente afetadas por ciclones extratropicais, embora alguns sistemas particularmente intensos possam causar tanta destruição como um ciclone tropical.[4]

Praticamente todos os ciclones extratropicais formam-se a partir de zonas frontais onde as condições atmosféricas são favoráveis. Outros podem se formar através da transição extratropical de alguns ciclones tropicais que chegam à zona baroclínica.[5] Os ciclones extratropicais movem-se por meio de correntes de ar na troposfera. Quando as condições meteorológicas permanecem favoráveis, o ciclone extratropical se intensifica, podendo levar à formação de uma seclusão quente, uma área de convecção onde há intensa atividade tempestuosa. Em alguns casos, uma estrutura semelhante a um olho forma-se no centro da seclusão quente.[6] Por outro lado, quando as condições atmosféricas tornam-se desfavoráveis ou quando o ciclone alcança o estágio barotrópico de seu ciclo de vida, o sistema começa a se enfraquecer e eventualmente se dissipar.[7]

Índice

[editar] Estrutura

Veja também: Frentes (meteorologia).
Imagem do satélite QuikSCAT de típicos ciclones extratropicais sobre o oceano. Note que os ventos máximos (em vermelho) estão afastados da oclusão

A área de ventos de um ciclone extratropical contrai-se com a distância em relação à região onde a pressão atmosférica de superfície é a menor, sendo que esta região geralmente encontra-se próximo ao centro do sistema.[8] Os ventos mais fortes são encontrados normalmente no lado mais frio/polar das frentes quentes, nas oclusões e nas frentes frias, onde as forças de gradiente de pressão, ou seja, a aceleração do ar imposta pelas diferenças na pressão atmosférica, são as maiores.[9] A área ao norte e a oeste das frentes quentes e frias conectadas aos ciclones extratropicais é conhecida como o setor frio, enquanto que a área ao sul e a leste de suas frentes frias e quentes associadas é conhecida como o setor quente.[10]

Os ventos fluem anti-horariamente em volta de um centro ciclônico no hemisfério norte e horariamente no Hemisfério sul, devido ao efeito Coriolis[11] (esta maneira de rotação é geralmente referida como ciclônica). Perto do centro do ciclone, a força de gradiente de pressão (a pressão no centro do ciclone comparada à pressão fora do ciclone) e o efeito Coriolis devem estar num balanço aproximado para evitar o colapso do ciclone sobre ele mesmo como resultado da própria diferença de pressão.[8] A pressão atmosférica do ciclone abaixará com a crescente maturidade,[1] enquanto que na parte externa do ciclone, a pressão atmosférica ao nível do mar não é muito baixa; o seu valor típico é por volta de 1.013 milibares, que é a medida média da pressão atmosférica para a Terra ao nível do mar.[12] Na maioria dos ciclones extratropicais, a parte da frente fria a frente do ciclone desenvolver-se-á numa frente quente,[13] dando à zona frontal uma forma semelhante a uma onda (como desenhado em mapas meteorológicos de superfície).[14] Devido à sua aparência em imagens de satélite, os ciclones extratropicais podem ser também referidos como ondas frontais no começo de seu período de existência.[14] Nos Estados Unidos, um antigo nome para tal sistema é "onda quente".[15]

Assim que o ciclone se oclude, isto é, quando a frente fria e a frente quente associados ao sistema se fundem, uma estreita corrente de ar quente e úmido ascender-se-á por fortes ventos meridionais em sua periferia oriental, seguindo para cima em volta de sua periferia setentrional e por último para a sua periferia noroeste (também conhecido como cinturão de condução de ar quente), forçando um cavado de superfície, ou seja, uma alongada área de baixa pressão, a continuar no setor frio numa curva semelhante à frente oclusa.[16] A estreita corrente ascendente de ar úmido e quente cria a parte oclusa de um ciclone extratropical, conhecido como vírgula no hemisfério norte, ou vírgula invertida no hemisfério sul, devido à nebulosidade da média troposfera que acompanha o sistema adquirir a forma de um caracol.[1] A vírgula ou a vírgula invertida é geralmente a região de um ciclone extratropical onde ocorre forte precipitação, sendo que há possibilidades de formação de temporais se a atmosfera ao longo da corrente ascendente de ar úmido e quente é suficientemente estável para a formação de áreas de convecção.[17]

Os ciclones extratropicais são classificados principalmente como sistemas baroclínicos, pois se formam ao longo de zonas de gradiente de temperatura e ponto de orvalho conhecidas como zonas frontais ou baroclínicas.[18] No entanto, podem se tornar barotrópicos durante o seu ciclo de vida, quando a distribuição de calor em volta do ciclone torna-se razoavelmente uniforme comparando-se o seu raio.[7] O ciclone extratropical neste estágio é conhecido como ciclone cut-off, ou seja, está desconectado de qualquer sistema frontal e do fluxo zonal. Este estágio marca o fim do ciclo de vida de um ciclone extratropical.[7]

[editar] Estrutura vertical

Os ciclones extratropicais inclinam-se em direção às massas de ar frias e fortalecem-se com a altura, às vezes excedendo 10 km (30.000 pés) em altura.[19] Logo acima da superfície, a temperatura diminui da periferia para o centro do ciclone.[1] Estas características estão em oposição direta àquelas encontradas em ciclones tropicais.[20] Por isso, às vezes, os ciclones extratropicais são chamados de áreas de baixa pressão de núcleo frio.[1] Vários mapas meteorológicos podem ser examinados para checar as características de um sistema de núcleo frio com a altura, tais como os mapas meteorológicos de 700 mbar (hPa), [21] que é um mapa sinótico mostrando as diferenças na pressão atmosférica a uma altitude de aproximadamente 3.000 metros.[22] Diagramas espaciais de fase de ciclones são usados para descobrir se o ciclone em questão é tropical, subtropical ou extratropical.[23]

[editar] Seclusão quente

Veja também: Olho (ciclone).

Uma seclusão quente ou uma oclusão quente profunda é a fase madura do ciclo de vida de um ciclone extratropical.[24] Isto foi conceptualizado depois de experimentos de campo do projeto Experiment on Rapidly Intensifying Cyclones over the Atlantic (ERICA) no final da década de 1980, que produziu observações de intensos ciclones oceânicos que indicaram uma estrutura termal quente de baixos níveis, isolada (ou rodeada) por uma frente quente curvada e uma banda de intensos ventos com forma de um V[24][25] O modelo norueguês de ciclones, assim desenvolvido pela 'Escola de Meteorologia Bergen' observou de forma frequente ciclones no fim de seu ciclo de vida e usa o termo oclusão para identificar os estágios de decaimento de um sistema extratropical.[26]

As seclusões quentes podem ter estruturas semelhantes a de um olho, livre de nuvens, no seu centro (lembrando a ciclones tropicais), além de quedas de pressão significativas, ventos com força de furacão na escala de Beaufort e convecção moderada a forte.[24] As seclusões quentes frequentemente atingem pressões menores do que 950 milibares, com uma estrutura de núcleo quente de médios níveis definitiva.Erro de citação </ref> de fecho em falta para a marca <ref>

Em todas as bacias oceânicas tropicais, com a exceção da bacia do Oceano Índico norte, a transição extratropical de um ciclone tropical pode resultar uma nova intensificação, formando-se uma seclusão quente.[6] Por exemplo, o furacão Maria de 2005 intensificou-se novamente como um forte sistema baroclínico e uma seclusão quente formou-se durante o pico de intensidade (pressão atmosférica mínima central mais baixa) da fase extratropical do ciclone .[27]

[editar] Formação

As áreas aproximadas (marcadas no mapa) de formação de ciclones tropicais no globo terrestre
Uma carta sinóptica fictícia de um ciclone extratropical afetando a Grã-Bretanha e a Irlanda. As flechas azuis e vermelhas entre isóbaras indica a direção do vento e a sua temperatura relativa, sendo que o símbolo "B" denota o centro da baixa. Note as frentes oclusa, quente e fria

Os ciclones extratropicais formam-se em qualquer área dentro das regiões extratropicais da Terra (normalmente entre as latitudes 30° e 60°, mesmo quando estão em processo de ciclogênese ou transição extratropical.[28] Um estudo sobre ciclones extratropicais no Hemisfério sul revela que entre os paralelos 30° e 70°, há uma média de 37 ciclones em existência durante um período de 6 horas.[29] Um estudo separado no Hemisfério norte sugere que aproximadamente 234 ciclones extratropicais significativos formam-se a cada inverno.[30]

[editar] Ciclogênese

Ver artigo principal: Ciclogênese

Os ciclones extratropicais formam-se ao longo de bandas lineares de gradientes (diferenças) de temperatura e ponto de orvalho, com intenso cisalhamento do vento, ou seja, grandes diferenças na direção e na velocidade do vento numa pequena região ou camada atmosférica.[31] Portanto, os ciclones extratropicais são classificados como ciclones baroclínicos.[18] Inicialmente, o ciclogênese, ou o processo de formação da área de baixa pressão, ocorre ao longo de sistemas frontais, próximo a um quadrante favorável da região de maior intensidade do jet stream, uma forte corrente de ar de elevada altitude.[32] A região de maior intensidade do jet stream, onde ocorre os ventos mais intensos, é chamada de jet streak.[32] Os quadrantes favoráveis do jet streak são normalmente os traseiro direito e o frontal esquerdo, onde a divergência é a maior.[33] Isto gera uma 'coluna vertical de ar', por onde o ar segue rapidamente para níveis mais altos na troposfera.[31] Isto também gera a convergência na área de ventos de baixos níveis e acelera ainda mais o movimento ascendente do ar através da 'coluna'.[31] O aumento na velocidade do movimento ascendente do ar a causa a queda na pressão atmosférica de superfície, pois o movimento do ar ascendente age contra a gravidade, diminuindo o "peso" da atmosfera (pressão atmosférica de superfície) naquela localidade, e assim, fortalecendo o ciclone.[34] Assim que o ciclone se fortalece, a frente fria associada segue em direção à linha do Equador e gira ciclonicamente em torno da parte traseira do próprio ciclone.[31] Enquanto isso, a sua frente quente associada move-se mais lentamente, pois o ar mais frio na frente do sistema fica mais denso e, portanto, mais difícil para se deslocar.[31] Com o passar do tempo, o ciclone oclude-se, pois a parte mais próxima ao pólo geográfico terrestre da frente fria associada alcança uma parte da frente quente, forçando uma parte do ar quente naquele local a subir.[31] Assim sendo, o ciclone ficará barotropicamente frio e começa a se enfraquecer.[2]

Uma queda repentina da pressão atmosférica é possível devido à fortes forças de altos níveis sobre o sistema, e quando a pressão cai mais do que 1 milibar por hora, tal ciclone é às vezes referido como bomba.[35][36][37] Nestas bombas, a pressão atmosférica mínima central cai rapidamente para menos de 980 milibares sob condições favoráveis, tais como a proximidade a um gradiente natural de temperatura como a Corrente do Golfo, ou num quadrante favorável de um jet streak de altos níveis, onde a divergência de altos níveis sobre o ciclone é a melhor. Quanto mais forte a divergência de altos níveis, mais profundo o ciclone será. Ciclones extratropicais com força equivalente a furacões que se formam no Oceano Atlântico setentrional e Oceano Pacífico setentrional são mais provavelmente encontrados durante os meses de Dezembro a Janeiro.[38] Entre 4 e 5 de Janeiro de 1919, um ciclone extratropical ao sul das Províncias do Atlântico do Canadá aprofundou-se (intensificou-se) para 928 milibares, intensidade equivalente a um furacão de categoria 4 na escala de furacões de Saffir-Simpson.[39] No Ártico, a pressão mínima média de ciclones extratropicais é de 988 milibares durante o inverno e 1.000 milibares durante o verão.[40]

[editar] Transição extratropical

O ex-furacão Florence no Atlântico norte depois de completar sua transição para um ciclone extratropical depois de ter sido um furacão

Ciclones tropicais frequentemente transformam-se em ciclones extratropicais durante o seu período final de sua existência tropical, normalmente entre as latitudes 30° e 40°, onde há força suficiente de cavados (áreas alongadas de baixa pressão) da alta troposfera, ou também onde há ondas curtas nos ventos do oeste para o início do processo de transição extratropical.[5] Durante a transição extratropical, o ciclone começa a se inclinar em direção às massas de ar mais frias dotadas de profundidade (altura) e a fonte primária de energia do ciclone provem da liberação de calor da condensação de processos baroclínicos (de temporais perto do centro ciclônico).[41] O sistema de baixa pressão eventualmente perde o seu núcleo quente e torna-se um sistema de núcleo frio.[41] Durante este processo, um ciclone em transição extratropical (conhecido no Canadá como estágio pós-tropical[42]) continuará invariável ou irá se conectar com frentes próximas e/ou cavados consistentes com um sistema baroclínico.[41]

[editar] Movimento

Uma imagem de radar em 24 de Fevereiro de 2007 mostrando um grande ciclone extratropical em movimento durante seu pico de intensidade sobre a região central dos Estados Unidos

Os ciclones extratropicais são geralmente guiados, ou 'levados', por profundos ventos ocidentais, que seguem de oeste para leste em ambos os hemisférios terrestres. Este movimento geral das correntes atmosféricas é conhecido como 'fluxo zonal'.[43] A tendência geral onde prevalece as principais correntes atmosféricas que levam um ciclone extratropical é conhecida como 'regime de fluxo zonal' ou 'ventos do oeste'.[43]

Quando a tendência geral de correntes atmosféricas muda de um padrão zonal para um padrão meridional,[44] é esperado um movimento mais lento do ciclone para o norte ou para o sul.[45] Os fluxos meridionais fortalecem e amplificam cavados e cristas da pressão atmosférica e, com isso, as correntes atmosféricas começam a seguir numa direção mais ao norte ou ao sul.[45]

Mudanças na direção desta natureza são mais comumente observadas como resultado de uma interação do ciclone com outros sistemas de baixa pressão, com cavados e cristas na pressão atmosférica ou com anticiclones.[46] Um anticiclone forte e estacionário pode efetivamente bloquear a passagem de um ciclone extratropical.[46] Tais episódios de bloqueio são relativamente normais e resultará geralmente no enfraquecimento do ciclone, no enfraquecimento do anticiclone, num desvio do movimento do ciclone para a periferia do anticiclone ou a combinação destes três fatores em algum grau, dependendo das condições precisas.[46] Também é comum para um ciclone extratropical se fortalecer assim que o anticiclone ou a crista se enfraquece nestas circunstâncias.[47]

Quando um ciclone extratropical encontra outro ciclone (qualquer tipo de vórtice ciclônico na atmosfera), os dois podem se combinar para se tornarem ciclones binários, onde os vórtices dos dois ciclones começam a girar um em volta do outro, fenômeno conhecido como 'efeito Fujiwara'.[48] Quando isso acontece, frequentemente os dois ciclones se fundem, tornando-se apenas um ciclone extratropical, ou, menos comum, resulta na mudança de direção de um ou dos dois ciclones.[48] Os resultados precisos de tais interações dependem de fatores tais como o tamanho dos dois ciclones, sua força, sua distância um do outro e as condições atmosféricas prevalentes sobre eles.[48]

[editar] Efeitos

Região com mais probabilidade de queda de neve num ciclone extratropical

Ciclones extratropicais podem trazer tempo pouco severo com chuvas leves e ventos de superfície entre 15 a 30 km/h ou podem ser frios e perigosos, com chuvas torrenciais e ventos que excedem 119 km/h.[4] A banda de precipitação que está associada com a frente quente do sistema é frequentemente extensa.[49] Em ciclones extratropicais maduros, uma área conhecida como a cabeça de vírgula na periferia noroeste da área de baixa pressão de superfície pode vir a ser uma região com forte precipitação, com frequentes tempestades ou tempestades de neve.[50] Os ciclones tendem a seguir ao longo de uma trajetória previsível a um nível moderado de progresso.[51] Durante o outono, o inverno e a primavera, a atmosfera sobre os continentes pode ser suficientemente fria através da profundidade da troposfera para causar a queda de neve.[52]

[editar] Tempo severo

Linhas de tempestade ou bandas sólidas de fortes temporais podem se formar a frente das frentes frias e de cavados devido à presença de umidade atmosférica significativa e também de forte divergência de altos níveis, levando a formação de granizo e fortes ventos.[53][54] Quando existe significativo cisalhamento do vento direcional a frente de uma frente fria na presença do jet stream de altos níveis, é possível a formação de tornados.[55] Embora os tornados podem se formar em qualquer lugar da Terra, o maior número de tais fenômenos ocorre nas Grandes Planícies dos Estados Unidos devido ao vento descendente que segue de norte para o sul orientado pelas Montanhas Rochosas, que pode levar a formação de uma frente de ponto de orvalho, ou seja, a na formação de uma região limítrofe entre o ar úmido e o ar seco, ajudando no desenvolvimento dos tornados a qualquer intensidade.[56]

Intensificações explosivas (muito rápidas) de ciclones extratropicais podem acontecer a qualquer momento.[35] A tempestade conhecida no Reino Unido como a 'Grande tempestade de 1987' intensificou-se para 953 milibares e apresentou os ventos mais fortes já registrados em ciclones extratropicais, 220 km/h, resultando na perda de 19 vidas, na queda de 15 milhões de árvores, de danos generalizados à residências e numa perda econômica estimada em 1,2 bilhão de libras esterlinas (2,3 bilhões de dólares).[57]

Embora a maioria dos ciclones tropicais que se tornam extratropicais dissipe-se rapidamente ou são absorvidos por outros sistemas meteorológicos, podem ainda reter ventos com intensidade de furacão ou de ventania na escala de Beaufort.[58] Em 1954, o Furacão Hazel tornou-se um ciclone extratropical sobre a Carolina do Norte, Estados Unidos, como um forte sistema equivalente a um furacão de categoria 3 na escala de furacões de Saffir-Simpson.[59] A tempestade do dia de Colombo em 1962, que evoluiu do sistema remanescente do Tufão Freda, causou grandes danos em Oregon e Washington, Estados Unidos, equivalentes aos danos causados por um furacão de categoria 3.[60] Em 2005, o Furacão Wilma começou a perder suas características tropicais enquanto ainda mantinha a intensidade de um furacão de categoria 3 (e tornou-se totalmente extratropical ainda como um furacão de categoria 1).[58]

[editar] Previsão e observação

Veja também: Modelo norueguês de ciclones.
As diferenças entre o modelo norueguês de ciclones e o modelo de Shapiro-Keyser na estrutura frontal

Há dois modelos de uso comum sobre o desenvolvimento e ciclo de vida dos ciclones, o modelo norueguês e o modelo de Shapiro-Keyser.[61]

Das duas teorias sobre a estrutura e ciclo de vida dos ciclones extratropicais, a mais velha é o modelo norueguês de ciclones, desenvolvido durante a Primeira Guerra Mundial.[62] Nesta teoria, os ciclones se intensificam assim que se movem para cima e ao longo de um limite frontal, ocludindo-se e alcançando um ambiente barotropicamente frio.[62] O modelo foi desenvolvido completamente de observações meteorológicas de superfície, incluindo descrições de nuvens encontradas perto dos limites frontais.[62] Esta teoria ainda mantém o mérito e também é uma boa descrição de ciclones extratropicais sobre massas continentais.[62]

Uma segunda teoria competitiva sobre a intensificação de ciclones extratropicais nos oceanos é o modelo de Shapiro-Keyser, desenvolvido em 1990.[63] Suas principais diferenças do modelo norueguês de ciclones são a fratura da frente fria, o tratamento das oclusões do tipo quente e frentes quentes como o mesmo sistema, além de permitir que a frente fria prossiga através do setor quente perpendicular à frente quente.[63] Este modelo foi baseado em ciclones oceânicos e em suas estruturas frontais, como visto em observações de superfície e em projetos anteriores que usaram aeronaves para determinar a estrutura vertical das frentes no Atlântico noroeste.[63]

[editar] Terminologia

Os ciclones extratropicais englobam uma classe de tempestades com muitos nomes. Embora sejam às vezes referidos como "ciclones", isto é impreciso; o termo ciclone aplica-se a numerosos tipos de áreas de baixa pressão. O descritor extratropical significa que este tipo de ciclone geralmente ocorre fora dos trópicos e ocorre nas latitudes médias da Terra.[2] O termo ciclones de média latitude também pode ser usado devido à origem destes sistemas;[3] o termo "pós-ciclone tropical" também é usado para designar estes sistemas, se por acaso ocorreu uma transição extratropical.[42] Meteorologistas e o público em geral podem também descrever os ciclones extratropicais como "depressões" ou "baixas".[64][65]

[editar] Tempestades históricas

Uma tempestade violenta durante a Guerra da Crimeia em 14 de Novembro de 1854 causou a morte de 30 soldados e deu início a investigações em meteorologia e em previsões do tempo na Europa.[66] Nos Estados Unidos, a tempestade do dia de Colombo em 1962 provocou a menor pressão atmosférica já medida em Oregon, 965,5 hPa, além de fortes ventos e prejuízos de 170 milhões de dólares (valores em 1964).[60] Uma forte tempestade em franca intensificação atingiu a ilha de Vancouver em 11 de Outubro de 1984 e resultou na implementação de bóias meteorológicas ao longo da costa oeste do Canadá.[67] O desastre de Wahine, o mais famoso desastre marítimo da Nova Zelândia, ocorreu durante a passagem de um intenso ciclone extratropical.[68]

[editar] Ver também

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Referências

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  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 Diniz, Francisco de Assis; Vernon E. Kousky. Ciclone no atlântico sul - análise sinótica e observação (em pdf). Centro de Informações de Recursos Ambientais e de Hidrometeorologia de Santa Catarina. Página visitada em 16/07/2008.
  3. ↑ 3,0 3,1 Ciclones de média-latitude, trazendo mudanças no tempo (em inglês). Universidade de Illinois. Página visitada em 12/07/2008.
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  5. ↑ 5,0 5,1 Forgaty, Chris. Previsão operacional de ciclones extratropicais (PDF) (em inglês). Centro Meteorológico da Terra Nova. Página visitada em 07/07/2008.
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Ciclones e anticiclones
extratropical - meso-escala - polar - baixa polar - subtropical - tropical

Obtido em "http://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclone_extratropical"

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