Baixe Trabalho sobre nuvens e visibilidade e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Meteorologia, somente na Docsity!
FACULDADE DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA CURSO DE METEOROLOGIA
Instrumentos meteorológicos e métodos de observação
Observação das nuvens e medição da visibilidade
Autores: Abacar, Abacar Mamudo Duma, Leonardo Pedro Docente: Joaquim, Jabulane Prof. Doutor. António Queface
Maputo, Abril de 2019
Índice Página
- 1.Introdução.....................................................................................................................................
- 1.1 Objectivos..............................................................................................................................
- 1.1.1 Objectivo geral................................................................................................................
- 1.1.2 Objectivos específicos.....................................................................................................
- Revisão bibliográfica...................................................................................................................
- 2.1 Nuvem....................................................................................................................................
- 2.1.1Aspecto das nuvens..........................................................................................................
- 2.1.2 Classificação das nuvens.................................................................................................
- 2.2 Observação das nuvens..........................................................................................................
- 2.2.1 Nebulosidade...................................................................................................................
- 2.2.2 Formas das nuvens..........................................................................................................
- 2.2.3 Altura da base das nuvens...............................................................................................
- 2.4 Direcção do movimento das nuvens.............................................................................
- 2.2.5 Velocidade das nuvens...................................................................................................
- 2.3 Observações visuais indirectas.............................................................................................
- 2.4 Observação nocturna das nuvens.........................................................................................
- 2.5 Visibilidade..........................................................................................................................
- 2.5.1 Determinação da visibilidade........................................................................................
- 2.5.2 Formas de mediço de visibilidade.................................................................................
- 2.5.3 Escolha de pontos de referência da visibilidade durante o dia......................................
- 2.5.4 Escolha dos pontos de referência da visibilidade durante a noite.................................
- 2.5.5 Relação entre a visibilidade durante o dia e durante a noite.........................................
- 2.5.6 Estimativa da visibilidade.............................................................................................
- 2.5.7 Variação da visibilidade horizontal com a direcção......................................................
- 2.5.8 Visibilidade oblíqua.......................................................................................................
- 2.5.9 Visibilidade vertical.......................................................................................................
- Conclusão..................................................................................................................................
- Referências bibliográficas.........................................................................................................
2. Revisão bibliográfica
2.1 Nuvem
Uma nuvem pode ser definida como um conjunto visível de minúsculas partículas de água no estado líquido ou no estado sólido, ou nos dois, em suspensão na atmosfera. Este conjunto pode incluir partículas maiores de água líquida ou de gelo. Podem também estar presentes partículas sólidas e mesmo líquidas não aquosas, e partículas sólidas tais como as que se encontram nos vapores industriais, fumos ou poeiras. Para que haja a formação de nuvens é necessário que parte do vapor de água contido na atmosfera se condense, formando pequenas gotículas de água, ou solidifique, formando minúsculos cristais de gelo. A esta formação, ou aglomerado de cristais de gelo e gotículas designa-se por nuvem.
2.1.1Aspecto das nuvens O aspecto de uma nuvem é determinado pela natureza, dimensões, número e distribuição espacial das partículas que o constituem. Depende também da intensidade e cor da luz recebida pela nuvem, assim como das posições relativas do observador e da fonte luminosa, em relação à nuvem. A melhor maneira de descrever o aspecto de uma nuvem é objectivar as suas dimensões, forma, estrutura, textura, luminância e cor da nuvem. Comecemos por considerar a luminância e a cor das nuvens.
Luminância A Luminância (brilho) de uma nuvem é determinada pela luz reflectida, difundida e transmitida pelas partículas que a constituem. A luz na sua maior parte, vem directamente da fonte luminosa ou do Céu. Pode também vir da superfície do Globo, sendo particularmente forte quando se trata da luz do Sol ou da sua reflectida por um campo de gelo ou de neve. A luminância de uma nuvem pode ser modificada pela presença de bruma. Pode também sê-lo por fenómenos ópticos, tais como halos, arco-íris, coroas, etc. Durante o dia, a luminância das nuvens é suficientemente elevada para ser fácil observá-las. Numa noite de luar, as nuvens são visíveis quando mais de um quarto da Lua se encontra iluminado. Numa noite sem luar, pelo contrário, as nuvens são geralmente invisíveis Em zonas de iluminação artificial suficiente as nuvens são visíveis à noite. Um banco de nuvens iluminado deste modo pode constituir um fundo brilhante, contra o qual sobressaem, em relevo escuro, fragmentos de nuvens mais baixas.
Cor Uma vez que as nuvens difundem, com intensidade quase igual, a luz de todos os comprimentos de onda, a cor das nuvens depende principalmente da luz incidente. No caso de existir bruma entre o observador e a nuvem, as cores podem modificar-se, havendo a tendência para dar às nuvens uma aparência de distantes e uma coloração amarela, laranja ou vermelha. Fenómenos luminosos especiais podem também influenciar a cor das nuvens. Quando o Sol está suficientemente acima do horizonte, as nuvens ou partes de nuvens que difundem principalmente a luz do Sol, são brancas ou cinzentas. As partes das nuvens que recebem luz principalmente do Céu azul, são de um cinzento azulado. Quando a iluminação proveniente do Sol e do Céu é extremamente fraca, as nuvens tendem a tomar a cor da superfície subjacente. A cor das nuvens vária com a altura e a posição destas em relação ao observador e ao Sol.
À noite, a luminância das nuvens é geralmente demasiado fraca para se ver a cor. Todas as nuvens perspectivas parecem negras ou cinzentas, excepto as iluminadas pela Lua, que tomam um aspecto esbranquiçado. No entanto, uma iluminação especial (fogos, luzes de grandes cidades) pode, por vezes, dar a certas nuvens uma coloração mais ou menos nítida.
2.1.2 Classificação das nuvens
As nuvens podem ser classificadas quanto ao tipo ou desenvolvimento, altura ou estágio e forma ou género. Quanto ao tipo as nuvens podem ser cumuliformes ou estratiformes. As cumuliformes apresentam desenvolvimento vertical e estratiforme desenvolvimento horizontal. Quanto a sua altura as nuvens podem ser, baixas, médias ou altas. De salientar que a altura das nuvens não e uniforme, varia de região para região devido vários factores principalmente a latitude e a topografia (altitude). Quanto ao género, as nuvens agrupam-se em dez géneros apresentados na tabela abaixo.
Género Tipo Regiões tropicais Regiões temperada
Regiões polares
2.2.1 Nebulosidade...................................................................................................................
A unidade de quantidade das nuvens é o oitavo. Esta unidade é um oitavo do Céu. A escala usada para registar a quantidade de nuvens é a que se reproduz na tabela que segue: (WMO 1995).
Código numérico Nebulosidade 0 Nenhum
1 1/8, ou menos, mas não zero 2 2/8 de Céu coberto 3 3/8 de Céu coberto 4 4/8 de Céu coberto 5 5/8 de Céu coberto 6 6/8 de Céu coberto 7 7/8 de Céu coberto 8 8/8 Céu completamente nublado
Céu obscurecido (por exemplo, por nevoeiro), ou impossibilidade de avaliar aquantidade das nuvens (devido à escuridão)
Tabela 2: representa a nebulosidade total (atlas internacional de nuvens OMM, 1972)
A nebulosidade só é codificada 0 quando o Céu está completamente limpo, sem qualquer vestígio de nuvem. Só se usa o número de código 8 quando o Céu está completamente encoberto, isto é, não há abertas ou intervalos de qualquer espécie. Os "vestígios" de nuvens devem ser indicados pelo número de código 1. "Encoberto, mas com abertas" deve ser indicado pelo número 7. A quantidade das nuvens deve ser avaliada supondo que as nuvens existentes se encontravam juntas umas às outras, formando uma camada contínua. Primeiro divide-se o céu em quatro em quatro quadrantes, por meio de diâmetros perpendiculares. Avalia-se separadamente a quantidade existente em cada quadrante e depois somam-se as quatro quantidades. É também necessário avaliar a quantidade das nuvens de determinada forma ou tipo, tais como nuvens baixas. Ao fazê-lo, a área ocupada por todas as outras formas ou tipos de nuvens, visíveis
no momento, deve ser considerada como se fosse Céu azul. Quando se pode ver o Sol ou as estrelas através do nevoeiro, poeira, fumo, etc., e não há provas de existência de nuvens, o número de código utilizado é 0. Quando se observam nuvens através de nevoeiro ou outros fenómenos, a quantidade deve ser avaliada do modo como as circunstâncias o permitirem.
2.2.2 Formas das nuvens As nuvens podem apresentar diferentes formas na atmosfera. Portanto, o estudo das diversas formas das nuvens deve ser acompanhado de uma observação contínua de fotografias de nuvens. A identificação das formas das nuvens é complexa, dado que há uma transição gradual entre os diversos tipos de nuvens. A melhor maneira de fazer observações correctas das nuvens é manter uma vigilância, tanto quanto possível constante, sobre a sua evolução. (WMO, 1975)
Género e suas características Aspecto da nuvem
Cirros: É o tipo mais comum de nuvem presente no céu. Formam-se na parte mais alta da troposfera e estão associadas a dias bons e ensolarados. Sua aparência é constituída por formas de linhas finas e compridas que acompanham o deslocamento dos ventos
Cirrostratos : Assemelha-se à nuvem stratus e
Altocumulo: São nuvens que se apresentam em forma de pequenos tufos que lembram algodões, relativamente separados entre si e com pequenas espessuras. As altocumulus sempre apresentam um lado mais claro e outro com uma coloração cinza escura. Não formam chuvas, mas a sua presença pela manhã costuma indicar a ocorrência de tempestades ao final do dia.
Nimbostrato: são nuvens baixas e escuras que geralmente ocasionam chuvas não muito fortes, porém mais duradouras. Impedem totalmente a passagem da luz do sol e apresentam uma cor cinza, além de uma forma não muito bem definida e uma base difusa, baixa e muito espessa.
Altostrato: Nuvens cinzentas ou azuladas dispostas em aparência de lençol que permitem uma relativa passagem da luz solar por encobrirem apenas parcialmente o sol, mas sem a forma de halos, como acontecem com a cirrostratos.
Estratocumulos : nuvem que se apresenta em formato de um lençol descontínuo ou contínuo e possui um aspecto acinzentado ou uma cor branca com manchas escuras. São as principais responsáveis pelas grandes turbulências em aviões em virtude de suas velocidades de deslocamento.
camadas homogêneas e suaves, sendo muito parecidas com a nimbostratus, diferenciando-se destas por serem mais baixas e uniformes. Se for de mau tempo provoca chuvisco.
2.2.3 Altura da base das nuvens...............................................................................................
A Organização Meteorológica Mundial define base da nuvem como zona mais baixa em que o tipo de escurecimento muda perceptivelmente do correspondente a ar limpo ou névoa para o correspondente a gotas de água ou cristais de gelo. A sua altura é definida como a distância medida na vertical a partir do nível do local de observação até a base da nuvem. Embora seja preferível determinar a altura da base de uma nuvem por medição, há muitas vezes necessidade de se recorrer a estimativas visuais. Os principais métodos utilizados na determinação da altura de bases das nuvens, a partir do solo, são os seguintes: ✓ Pequenos bolões-piloto ✓ Projectores luminosos ✓ Telémetros e métodos semelhantes ✓ Informações dos pilotos das aeronaves ✓ Estimativa visual É necessário, porém, ter em atenção que as bases das nuvens apresentam frequentemente uma inclinação. Só se devem utilizar objectos a distâncias superiores a 5 Km quando as condições são homogéneas, numa região de grandes dimensões, o que se verifica geralmente com vento forte. Na maior parte dos casos, a base da nuvem inclina-se para baixo em direcção às encostas da montanha. A estimativa feita por este processo pode, portanto, indicar alturas ligeiramente inferiores à da base da nuvem na atmosfera livre. Em áreas planas, os observadores experientes podem calcular por estimativa a altura da base das nuvens, mas é difícil fazê-lo com precisão.
Balões piloto Determina-se a altura da base da nuvem, anotando o tempo decorrido entre a largada do balão e o seu desaparecimento na base da nuvem. Admite-se que o balão sobe a uma velocidade fixa conhecida desde que o vento não seja muito forte, a altura das nuvens até 800 m, pode medir-se pelo método do balão.
Projectores luminosos Na avaliação da altura da base das nuvens, durante a noite, utilizam-se, por vezes, projectores luminosos. Assim, projecta-se para a base da nuvem, um raio luminoso, a um ângulo conhecido,e de um dos extremos de uma distância horizontal fixa. A linha de base e o raio projectado devem situar-se no mesmo plano vertical. Um observador colocado no outro extremo da linha de base, mede por meio de um clinómetro o ângulo formado pela horizontal e a mancha luminosa projectada na nuvem. Para determinar a altura da base da nuvem, h, poderão utilizar-se tabelas, em que as entradas são: comprimento da linha de base, ângulo do raio luminoso, h, e a altura e a mancha luminosa.
Telémetro
É Instrumento que serve para medir a distância que separa o observador de um ponto. Telémetros, e métodos semelhantes para determinar a altura da base de uma nuvem podem utilizar-se as medições simultâneas da elevação e do azimute da nuvem, a partir dos dois
2.2.5 Velocidade das nuvens...................................................................................................
Não é possível medir a velocidade linear de uma nuvem a partir de uma única estação de observação, a não ser que a altura seja conhecida. No entanto, a velocidade angular da nuvem e a direcção do seu movimento podem medir-se com um nefoscópio. Em comunicados sinópticos internacionais a velocidade angular é expressa em radianos por hora. Há dois tipos de nefoscópio de uso corrente: Os nefoscópios de visão directa e de reflexão.
2.3 Observações visuais indirectas.............................................................................................
O conhecimento das formas das nuvens predominantes no local, e das respectivas alturas, facilita a identificação das formas e a estimativa das alturas das nuvens. Quanto mais espessa e mais escura for a nuvem, maiores são as probabilidades de ela se encontrar num nível baixo. Em geral, a altura das nuvens que se encontram sobre o mar é inferior à das que estão sobre a terra. Normalmente as nuvens estratiformes tendem a formar-se durante a noite, ou às primeiras horas da manhã, e a dissipar-se pelo meio dia. As nuvens convectívas, pelo contrário, formam-se e atingem o seu máximo durante a tarde, e dissipam-se normalmente com o arrefecimento. É também útil o conhecimento das diferentes formas de nuvens associadas a massas de ar e a superfícies frontais. O tempo predominante dará uma indicação das formas das nuvens associadas. A intensidade dos aguaceiros indicará as dimensões das nuvens cumuliformes, e qualquer trovão ou relâmpago indicará um cumulonimbo. Chuva contínua indicará um nimbostrato ou um altostrato, enquanto o chuvisco pode ocorrer com um estrato ou um estratrocúmulo. Antes do pôr do Sol, o observador deve dedicar um breve período ao estudo e exame da estrutura nebulosa no Céu. As informações assim obtidas constituirão um auxílio considerável na identificação das nuvens, uma vez que se pode presumir com segurança que, durante algum tempo depois do pôr do Sol, as condições serão semelhantes.
2.4 Observação nocturna das nuvens.........................................................................................
À noite surgem, por vezes, dificuldades na observação correcta da formação das nuvens, particularmente quando não se pode contar com o auxílio da luz proveniente da Lua ou das estrelas. Antes de poder identificar as formas das nuvens à noite, o observador deve ser capaz de as identificar de dia, com facilidade. Em observações nocturnas das nuvens, a lua presta um grande auxílio, não só proporcionando a luz para ver as nuvens, mas também indicando a
espessura e o movimento das que por ela passam. Também as luzes das cidades ajudam o observador a identificar nuvens baixas, quando são reflectidas pela parte inferior das nuvens. O tipo de nuvens observadas durante o dia indicará, pelo seu processo de formação, a possível presença de tipos semelhantes durante a noite. Também as condições locais terão grande influência sobre as nuvens que se formarão, assim como sobre a hora a que podem prever-se as quantidades máximas e mínima. De noite as formas das nuvens podem ser identificadas por meio de observações visuais directas ou indirectas. É preciso, portanto, que o observador seja muito qualificado para obter resultados muito precisos. Ao identificar formas de nuvens durante a noite será útil ter presente as seguintes informações:
Género Noites com luar^ Noites sem luar
Ci Podem ver-se contra a Lua, mas a luz não é afectada; se estas nuvens são espessas pode formar-se outras.
Algumas estrelas brilhantes, outras esbatidas; quando iluminados antes do nascer e depois do pôr do Sol, têm uma cor avermelhada. O esbatimento das estrelas pode ser devido a neblina ou fumo.
Cc Pequenas nuvens que passam em frente da Lua, sem lhe produzirem esbatimento de contorno.
Algumas estrelas brilhantes, outras esbatidas; quando iluminados antes do nascer e depois do pôr do Sol, têm uma cor avermelhada. O esbatimento das estrelas pode ser devido a neblina ou fumo.
Cs
Aspecto leitoso em volta da Lua; possibilidades de halo lunar; estrelas difusas e possibilidades de outras, em volta da Lua, serem invisíveis.
Todas as estrelas mais ou menos ofuscadas e com contornos difusos.
