Devido às grandes diferenças de temperatura entre
os trópicos e os pólos, bandas de ventos fortes de oeste se desenvolvem
em altas latitudes (geralmente 7-15km acima do solo) e em médias
latitudes. O padrão não é um fluxo uniforme oeste-para-leste mas, ao
contrário, existe como um campo que apresenta vários meandros, como se
fosse um rio. Dentro dessas bandas de ventos de oeste, zonas
localizadas de máxima velocidade podem ser encontradas. Este conjunto é
freqüentemente referenciado como Correntes de Jato (ou jet streams)
Duas
bandas de ventos de oeste na alta atmosfera estão usualmente presentes
em cada hemisfério, entre aproximadamente 25º e 60º de latitude. A banda
que fica mais próxima dos pólos é chamada de Jato Polar (polar jet stream), enquanto que aquela mais próxima dos subtrópicos é chamada de Jato Subtropical
(subtropical jet stream). Essas correntes de jato são uma parte
importante do sistema de troca de calor da Terra, uma vez que ajudam na
transferência do superávit de energia dos trópicos em direção aos pólos e
do excesso de frio das regiões polares em direção ao equador. As
correntes de jato são também ingredientes chave na previsão de tempo. O
jato polar marca freqüentemente os limite entre o o ar polar frio e o ar
subtropical mais quente. O jato subtropical usualmente separa o ar
subtropical mais frio do ar tropical ainda mais quente. Cada uma dessas
regiões limites inclui um gradiente de temperatura significante e uma
grande quantidade de energia dinâmica; portanto, as áreas que eles
afetam freqüentemente experimentam padrões de tempo bastante dinâmicos.
As correntes de jato também são importantes para os pilotos por causa
dos ventos fortes que podem tanto acelerar quanto reduzir a velocidade
do cruzeiro, dependendo da direção que a aeronave está voando.
Turbulência causada pelos jatos pode também afetar a segurança da
aeronave e o conforto dos passageiros.
As
características das correntes de jato mudam com as estações. No
inverno, por exemplo, a corrente de jato polar no Hemisfério Norte está
normalmente localizada entre 30 oN e 35 oN e seus ventos podem atingir
300km/h. No verão, contudo, a corrente de jato polar vai muito mais para
norte (aproximadamente 50 oN) e os ventos atingem apenas 160km/h. O
jato subtropical também sofre variações similares sazonais. Essas
mudanças estão relacionadas com as mudanças de estação que correspondem à
forma na qual a área de máximo aquecimento na Terra migra ao longo do
ano. As diferenças sazonais na velocidade do vento dentro das correntes
de jato ocorrem porque durante o inverno, quando o pólo está na
escuridão, o gradiente de temperatura entre a região equatorial e polar
atinge o seu máximo. Durante os meses de verão, a diferença de
temperatura entre o pólo e o equador é a menor possível e os ventos são
mais fracos. Esse raciocínio vale para ambos hemisférios.
Movimento ondulatório nas correntes de Jato
Conforme a
corrente de jato polar viaja através das latitudes médias,
freqüentemente adquire um aspecto ondulatório. Essas ondas contêm
cavados e cristas e são importantes porque estão associadas com as
características dos padrões de tempo.
No Hemisfério
Norte, um cavado (trough) é a parte da onda da corrente de jato onde a
direção do vento muda de noroeste para sudoeste. No Hemisfério sul, é
quando a parte da onda muda de sudoeste para noroeste (imagem especular
do HN). Na imagem de satélite e em mapas de tempo, os cavados são
marcados com linhas tracejadas. Uma crista no HN é uma área na qual os
ventos mudam de sudoeste para noroeste e no HS de noroeste para
sudoeste. Nas imagens de satélite ou nos mapas do tempo, os previsores
usam uma linha dentada para marcar a posição de uma crista em altos
níveis.
Conforme o ar flui através de um cavado em uma corrente de jato, tende a divergir em altas altitudes, formando um sistema de baixa pressão em altitudes.
Isso faz com que o ar da superfície flua para cima, formando um sistema
de baixa pressão na superfície. Conforme o ar flui para cima, tende a
espiralar na direção horária (HS) e anti-horária (H). O cavado é
conhecido como a região ciclônica da corrente de jato.
Em ambos hemisférios, os cavados e suas baixas-pressões associadas estão
caracterizados pelo ar frio ascendente que se esfria faz com que as
nuvens se formem.
O
Ar fluindo em torno das cristas da onda da corrente de jato, tende a
convergir em altas altitudes, criando uma área de alta pressão. O ar
fluindo na alta de ar superior é forçado a descer, uma vez que ar mais
quente na estratosfera não permite que o ar suba. Ar forçado em direção à
superfície freqüentemente cria um sistema de alta pressão à superfície.
Ar fluindo para fora da alta tende a rodar no sentido anti-horário (HS)
e horário (HN). Esta área dentro da corrente de jato é conhecida como
região anticiclônica. Uma crista e seu sistema de
pressão associada são usualmente associados com o afundamento do ar que
esquenta e produz tempo bom.
Estes
sistemas de alta e baixa pressões usualmente seguem ao longo do caminho
das correntes de jato em latitudes médias, e geralmente movem-se de
oeste para leste, trazendo freqüentes mudanças de tempo com eles.
Fluxo zonal vs fluxo meridional .
As ondas da
corrente de jato possuem comprimento de onda e amplitude. O comprimento
de onda de uma típica corrente de jato está entre 50º e 75º de longitude
(ou ~ 5000km). A amplitude das ondas está geralmente entre 5º e 25º de
latitude, e pode ser muito importante para determinar o tempo. Onde as
ondas da corrente de jato são baixas em amplitude, são chamadas fluxo zonal,
indicando que o ar está fluindo quase diretamente de oeste para leste.
Com fluxo zonal, um pouco de mistura do ar quente com o ar frio ocorre, e
as baixas que se desenvolvem são usualmente fracas.
Altas amplitudes da onda do jato são chamadas de Fluxo Meridional.
Fluxo meridional é caracterizado por cavados com baixa pressão e
cristas com alta pressão. Estes resultam no maior transporte de massas
de ar quente e frio. Com a corrente de jato suprindo circulação e
energia, o fluxo meridional pode contribuir para o desenvolvimento de
tempestades severas.
A localização das correntes de jato
Embora a
localização da posição dos jatos em imagens de satélite não é tão fácil
quanto se possa imaginar, uma variedade de padrões comuns pode ser usada
para indicar onde o máximo do jato ocorre. O eixo do jato
é usado para descrever a área de mais alta velocidade dos ventos numa
corrente de jato. Um indicador comum da posição do eixo do jato é as
nuvens cirrus que tendem a se formar a sul (norte no HS) ou Sudeste
(Nordeste no HS) do eixo. Essas formações de nuvens, conhecidas como
zona baroclínica de cirrus, tem uma borda bem definida no seu limite em
direção ao Pólo. Esta borda usualmente tem uma forma de S plano, e o
jato flui aproximadamente 1º de latitude acima, e aproximadamente
paralelo, a essa borda.
Fig. 1 Cirrus associado com a corrente de jato
 Nuvens Cirrus no Deserto do Saara (Corrente de Jato)
Freqüentemente, a
corrente de jato passa sobre nuvens de baixos níveis e as cobre com seu
escudo de cirrus. Por exemplo, nuvens vírgula (comma clouds) têm forma
de vírgula (HN, vírgula invertida no HS) que freqüentemente consistem de
uma variedade de nuvens cumulus de níveis baixos e médios e têm uma
textura rugosa. Onde o eixo da corrente de jato cruza a vírgula, a
textura das nuvens mais alta (como vista por satélite) muda. Quando o
jato com seu respectivo escudo de cirrus move-se sobre o sistema de
nuvens baixas, uma longa sombra que marca o final do escudo de cirrus
pode também ser observada nas nuvens de baixos níveis. Cuidado deve ser
tomado, contudo, porque isso pode ou não localizar a posição do jato,
uma vez que outras camadas de nuvens de altos-níveis não associadas com a
corrente de jato podem fazer uma sobra nas nuvens mais baixos dentro do
sistema em forma de vírgula.
Quando nenhuma
zona baroclínica de cirrus está presente mas outras nuvens altas e
médias existem, a corrente de jato pode ainda ser localizada. Onde o
jato cruza a formação de nuvens, as bandas de nuvens serão mais
avançadas corrente abaixo (downstream, a favor da corrente). As bordas
corrente acima (upstream) serão também mais avançadas que as nuvens nas
vizinhanças, dando a essas nuvens um aspecto de U ou V. Mudanças
abruptas no tipo da nuvem podem também indicar a posição das correntes
de jato nas imagens de satélite. Freqüentemente, sobre os oceanos,
nuvens cumulus de célula aberta existirão próximos ao campo de nuvens
cúmulus de células fechadas. Uma corrente de jato está usualmente 1-3º
de latitude em direção ao pólo.
Freqüentemente,
linhas de cirrus de pequena escala aparecem ao longo do eixo médio da
corrente de jato. Estas bandas, conhecidas como bandas transversas,
lembram as ondas de montanha discutidas anteriormente. Estas são muito
mais irregulares, contudo são perpendiculares à direção do vento médio
de altos-níveis. Quando bandas transversas são identificadas, o jato
está à esquerda das linhas e aproximadamente 1º norte do escudo. Os
ventos nestas bandas podem exceder 150km/h e tendem a serem muito
turbulentos.
Quando não existe
suficiente vapor de água na atmosfera para permitir a formação do
escudo de cirrus, podem aparecer pequenas faixas (estrias) de cirrus.
Essas pequenas faixas são orientadas paralelas ao fluxo do jato e são
mais freqüentemente localizadas a oeste dos cavados. Ventos nas faixas
dos cirrus podem ser maiores que 100km/h.
Finalmente,
quando grandes tempestades de trovoadas se formam, os topos das bigornas
podem ajudar na determinação da direção dos ventos de altos-níveis. O
topo das bigornas é muito alto, e pode ser varrido na direção do vento
pelo fluxo de ar de altos níveis. Embora possam apontar a direção do
vento de altos níveis, podem estar algumas vezes orientados de uma forma
que combina os efeitos de ambos ventos de altos-níveis e baixos-níveis.
Localizando as cristas.
A amplitude de
uma onda numa corrente de jato é muito importante quando se tenta
localizar as cristas. Uma crista com uma amplitude muito alta pode ser
identificada pela presença de uma longa e estreita banda de nuvem
localizada a oeste da crista. Esta banda de nuvem é caracterizada por
uma orientação mais ou menos norte-sul e uma repentina borda (a leste).
Nesta situação poucas nuvens cirrus cruzam sobre a linha da crista.
Uma crista
moderada com menos amplitude exibirá uma banda de nuvem mais larga,
possivelmente com uma maior orientação sudoeste-nordeste. Estas bandas
terão uma borda para frente menos distinta, e algumas nuvens de
altos-níveis cruzarão a linha da crista. Um a crista muito ampla, de
baixa amplitude, desenvolverá uma banda de nuvem muito larga que possui
uma orientação quase leste-oeste, e nuvens médias e altas cruzarão bem
sobre a linha da crista.
Localizando os cavados
Cavados podem ser
freqüentemente localizados em imagens de satélite pela localização dos
pontos para os quais as nuvens na banda frontal começam a se tornar
fragmentadas e o total de nuvens decresce dramaticamente. O cavado de
uma corrente de jato pode freqüentemente ser encontrado nesse ponto.
Um
segundo método para localizar cavados nas correntes de jato é localizar
o padrão de nuvens atrás de uma frente fria. Freqüentemente, o cavado
será localizado em uma área marcada por cumulus mais desenvolvidos na
vertical. Estas zonas de cumulus desenvolvidos podem ser áreas de
possível futuro desenvolvimento ciclônico.
Quando
poucas nuvens existem para ajudar a identificar a localização dos
cavados, as faixas de cirrus podem ser vistas de forma a ajudar na
localização do cavado. Essas faixas podem mostrar mudanças na direção do
vento que podem ajudar a localizar o cavado.
Usando imagens de vapor de água para localizar as correntes de jato.
Imagens do vapor
de água são uma importante ferramenta para a análise dos jatos, uma vez
que fluxos de ar de altos níveis estão freqüentemente associados com um
pronunciada secagem da atmosfera superior. Essa secagem aparece nas
imagens de vapor de água como uma banda escura que está associada com a
posição do jato. Em geral, os cavados podem ser vistos como uma região
escura em forma de U no HN (ou U invertido no HS).
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