Meteorologia Sinóptica e Previsão do Tempo Programa Bibliografia

Meteorologia Sinóptica e Previsão
do Tempo
Programa
1. Introdução
1º ciclo em
Ciências da Terra e da
Atmosfera
2º Ciclo em Ciências da Terra,
da Atmosfera e do Espaço
2010/2011
Rui Salgado
2. Observação e Cartas Sinópticas
3. Sistemas meteorológicos de escala sinóptica
4. Equações da meteorologia sinóptica
5. Introdução à Previsão numérica do tempo: Visão global e aspectos dinâmicos
6. Assimilação de dados e análise meteorológica
7. Parametrização de processos físicos nos modelos de previsão do tempo
8. Predictabilidade e previsão probabilística (de ensemble)
9. Previsão a muito curto prazo: Nowcasting
[email protected]
Departamento de Física (gab.090)
O programa detalhado será colocado brevemente no moodle
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Rui Salgado, 2010
Bibliografia
Meteorologia Sinóptica e Previsão do Tempo
Organização da disciplina
Compendium of Meteorology, Volume I, parte 3: synoptic meteorology,
WMO, nº 364, edited by Wiin-Nielsen
Holton, J. R., 2004: An Introduction to Dynamic Meteorology, 4th
Edition, Elsevier Academic Press, New York, 535 pp.
Wallace, J and P. V. Hobbs, 2006: Atmospheric Science: An Introductory
Survey, Academic Press.
Kalnay, E., 2005: Atmospheric Modeling, Data Assimilation and
Predictability
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Atenção
Ir ao moodle
regularmente
Aulas teóricas e teórico práticas e mini-estágio no IM
As aulas teóricas e as práticas irão estar intercaladas
Podem ser no mesmo dia
Pode haver aulas seguidas teóricas / práticas
A programação vai ser feita à medida
Pode incluir seminários
Mini-estágio no IM: participação num turno de previsão operacional do tempo
12 horas (individualmente ou grupo de 2).
Avaliação:
Stensrud, D., 2007: Parameterisation Shemes, Cambridge University
Press
Relatório do mini-estágio no IM – 1/3
Uma aula de 1 hora sobre um tema da parametrização em modelos – 1/3
Exame escrito - 1/3
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Rui Salgado, 2010
Meteorologia Sinóptica e Previsão do Tempo
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1.Introdução
Antes, o que é a meteorologia
O que é a meteorologia sinóptica
Aristóteles escreveu, em 350 a. c., o livro
“meteorológica”, de onde vem o termo meteorologia.
meteoros, significa elevado no ar
logos, significa estudo
Para Aristóteles, meteorologia incluía tanto o estudo
da precipitação como dos cometas
A meteorologia teve durante muito tempo ligado ao
estudo dos astros
As primeiras previsões meteorológicas foram
efectuadas a partir dos astros.
Exemplo: Previsão das cheias do Nilo no antigo Egipto
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O que é a meteorologia sinóptica
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Escalas em Meteorologia
Do grego synoptikos, que significa elaborar uma visão geral de um todo
Em meteorologia está associado a:
Escala espacial e temporal dos grandes fenómenos meteorológicos que
determinam as características essenciais do estado do tempo
Obtenção e utilização de dados simultâneos (sinópticos) sobre o estado do
tempo em todo o globo
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Rui Salgado, 2010
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Vilhelm Bjerknes (1862–1951)
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Nasceu em 1862.
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Paris, 1989–90. Estudou
matemática com Poincare.
Stockholm, 1983–1907.
1898: Teoremas da Circulação
1904: Meteorological Manifesto
Oslo, 1907–1912.
Leipzig, 1913–1917.
Bergen, 1917–1926.
1919: Modelo dos ciclones
frontais
Oslo, 1926 — (reforma 1937).
Morre em Abril de 1951
A recent painting (from photographs) of the Norwegian scientist Vilhelm Bjerknes (1862–1951) standing on the quay in Bergen (Geophysical Institute, Bergen. Artist:Rolf Groven).
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2. Observações e cartas meteorológicas
Retirado de Peter Lynch ([email protected]), 2003:Talk to the Irish Meteorological Society
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Observações sinópticas
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Observações sinópticas em altitude
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Dados de superfície
Dados de superfície
Estações meteorológicas
Observação dos seguintes elementos (WMO):
Tempo presente
Tempo passado
Velocidade e direcção do vento
Tipo e quantidade de nuvens
Visibilidade
Temperatura
Humidade
Pressão
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Sistema Global de
Telecomunicações da OMM
Adicionalmente:
Tendência da pressão
Temperaturas extremas
Quantidade de precipitação
Estado da superfície
Direcção do movimento das nuvens
Fenómenos especiais
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Horários de observação
Dados de altitude
Horários sinóticos principais:
0000 e 1200GMT
0600 e 1800GMT
Horários intermediários:
0300, 0900, 1500 e 2100GMT
Recomendação da OMM: observação da pressão
deve ocorrer exatamente no horário sinótico;
outros elementos num intervalo de 10 minutos
antes do horário sinótico.
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Dados de altitude
Pressão, temperatura e humidade
Velocidade e direcção do vento
Radiosondagem: velocidade de ascensão ~constante
(300m.min-1)
Horários: 0000 e 1200GMT
Início da sondagem normalmente ocorre uma hora
antes do horário sinóptico. Intervalo de tempo
necessário para um balão subir do nível do mar a
100hPa (~16km).
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Altura geopotencial
Elementos a serem reportados:
Temperatura, depressão do ponto de orvalho (T-Td) e altura
geopotencial nos níveis padrões de pressão:
Geopotencial:
1000, 850, 700, 500, 400, 300, 250, 150 e 100hPa, na troposfera, e
70, 50, 30, 20 e 10hPa na estratosfera.
Pontos especiais (onde tais elementos mostrem descontinuidades
significativas)
Altura geopotencial:
Eq. hipsométrica:
Aproximação:
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http://www.ofcm.gov/fmh3/pdf/12-app-d.pdf
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Rede sinóptica básica de
superfície
Outras fontes
Estações oceanográficas
Região I – África
Satélites meteorológicos
Região II – Ásia
Balões
Região III – América do Sul
Aviões
Região IV – América do Norte e Central
Região V – Sudoeste do Pacífico
Região VI – Europa
Antártica
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Número das estações
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Código SYNOP
NUMBER CALL NAME + COUNTRY/STATE LAT LON ELEV (METERS)
010010 ENJA JAN MAYEN(NOR-NAVY) NO 7056N 00840W 0009
020120
RITSEM
SN 6744N 01728E 0523
028010
KILPISJARVI
FI 6903N 02047E 0476
030010
MUCKLE FLUGGA (LH) UK 6051N 00053W 0053
070020
BOULOGNE
FR 5044N 00136E 0074
080010
LA CORUNA CITY
SP 4322N 00825W 0067
085350
LISBON
PO 3843N 00909W 0095
103810
BERLIN/DAHLEM
DL 5228N 01318E 0058
115180 LKPR PRAGUE/RUZYNE
CZ 5006N 01417E 0365
150000
BOGUS ROMANIAN
RO 0000N 00000E 0261
161303 LIMP PARMA
& IY 4449N 01018E 0050
167010
ATHENS/FILADELFIA GR 3803N 02340E 0138
716270 YUL MONTREAL/DORVAL
CN 4528N 07345W 0036
725030 LGA NEW YORK/LA GUARDIA NY 4046N 07354W 0009
766793 MMMX MEXICO CITY/LICENCI MX 1926N 09906W 2238
820140
NORMANDIA
BZ 0330N 06010W 0700
820170 SBOI OIAPOQUE
BZ 0350N 05150W 0039
“Surface Synoptic Observations”: SYNOP Data
Format (FM-12)
Surface Observations
000 Group - Identification and Location
111 Group - Land Observations
222 Group - Sea Surface Observations
333 Group - Climatological Data
http://www.wetterzentrale.de/klima/stnlst.html
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Representação da informação
synop
SYNOP
Syntax – código FM.11:
MMXX YYGGi IIiii Ndff WwwW PPPTT NhCLhCMCH TdTdjajpjp
TT
CH
CM
PPP
ver página 28 do Compendium
VV ww
TdTd
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Representação da Nebulosidade
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N
CL Nh
ppp a
Wt
RRR
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Representação do vento
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5appp -- Pressure tendency over 3 hours
a -- characteristics of pressure tendency ppp -- 3 hour
pressure change in 0.1 mb
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8NHCCC -- Cloud type information
NH -- Amount of low clouds covering sky, if no low clouds, the amount of
the middle clouds
CL -- Low cloud type
CM -- Middle cloud type
CH -- High cloud type
TT
VV ww
TdTd
CH
CM
7wwWW -- Present and past weather
ww -- Present weather
W1 -- Past weather (type 1)
W2 -- Past weather (type 2)
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PPP
N
CL Nh
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ppp a
Wt
RRR
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3. Sistemas meteorológicos de escala
sinóptica
Circulação Geral
Rever conceitos:
Termos: Zonal e Meridional (vento, gradiente)
Geopotencial e altura do geopotencial
Massas de ar
Força de coriollis
Vento geostrófico
Direcção do vento: convenção meteorológica
Convergência divergência do vento – relação com o movimento vertical
Movimento vertical e precipitação
Tipos de nuvens
Circulação geral da atmosfera ->
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Circulação Global Observada
Sistema Depressionário
Animação de compósito de
imagens do Satélite Meteosat (produto AIRMASS)
B
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A circulação média à superfície - Inverno
Nuvens médias
Frente
Corrente de
jacto
Massa de ar frio
http://www.eumetsat.int/
copyright © 2005 EUMETSAT
Legenda:
Branco – nuvens altas
Ocre – nuvens médias
Cores avermelhadas – corrente de jacto
Verde escuro – massa de ar
quente
Azul – massa de ar fria
Massa de ar quente
Nuvens altas
ConVentos
de Leste
vecção profunda
B
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Ventos de Oeste
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A circulação média à superfície - Verão
Figure 7.9 in The Atmosphere, 8th edition, Lutgens and Tarbuck, 8th edition, 2001.
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Ventos alíseos
Squall line
Generally considered to be the first meteorological chart. Produced by Edmund
Halley in 1686, it is a map of the trade winds and monsoon winds as they were
known at that time.
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Easterly Waves
Origin: Develop over sub-Saharan Africa from
instabilities along the African Easterly Jet
Basics:
• Wavelengths of ~3000 km
• Move westward at 6-8 m/s
• 60-80 easterly waves cross the Atlantic
each year between July and October
• 7-9 develop into tropical cyclones
Why do we care about easterly waves?
• Often emerge over warm waters with convection
• Like mid-latitude synoptic waves, have preferred
regions of lift (east of the trough): helps generate
persistent convection in the same location
• Often contain mid-level (but not surface) vortices
• Systems “pre-conditioned” for successful genesis
21-01-11
Tropical
43
21-01-11
M. D. Eastin
44
21-01-11
45