Vento é produzido pela diferença de pressão atmosférica resultante do aquecimento desigual da superfície terrestre. As principais forças que criam e controlam os ventos são: a força do gradiente de pressão, a força de Coriolis e a força centrípeta. Estas forças agem em conjunto de diferentes formas para produzir ventos geostróficos e gradientes, influenciando também a formação de sistemas de alta e baixa pressão.

1. Forças agindo para criar vento
Vento pode ser definido como ar
em movimento

3. • Vento se desenvolve como resultado de
diferenças espaciais na pressão
resultantes de aquecimento diferencial
Formação de vento como resultado de diferenças de temperatura

4. • Os ventos se deslocam em superfície de
regiões de alta pressão para regiões de
baixas pressões.

5. Força Gradiente de Pressão

6. Pressão Atmosférica
Qualquer objeto que possua massa
sofre a ação da força de gravidade
Lei de Gravitação Universal de
Newton: dois objetos separados no
espaço são atraídos entre si por uma
força proporcional ao produto de suas
massas e inversamente proporcional
ao quadrado da distância entre eles.

9. • Na Terra a gravidade pode ser expressa
como uma força de aceleração de cerca
de 9,8 m/s2.

10. • A variação vertical da pressão e
densidade é muito maior que a variação
horizontal e temporal. Para determinar a
variação média vertical da pressão,
consideremos uma atmosfera idealizada
que representa a estrutura média
horizontal e temporal da atmosfera, na
qual as forças verticais estão em
equilíbrio.

11. • Analisemos uma coluna vertical de ar com seção reta
de área unitária. A massa de ar entre as alturas z e z+dz é ρ
dz, onde ρ é a densidade do ar na altura z.
Massa = ρ dz
Força= ρgdz

12. • A força gravitacional atuando sobre a camada de ar é gdz, onde g é a aceleração da
gravidade na altura z. Supondo que entre a altura z+dz e a altura z a pressão varia
dp, a pressão para cima na face inferior é maior que a pressão para baixo na face
superior de uma quantidade dp. Portanto, a força vertical resultante sobre a camada,
devida ao gradiente de pressão, é para cima e dada por -dp. O equilíbrio exige que:
• ou
• (Equação hidrostática)
• Se a pressão na altura z é p(z), temos
• ou, como p=0:

13. • Isto significa que a pressão no nível z é
igual ao peso do ar que está acima deste
nível na coluna vertical de seção reta com
área unitária. Se a massa da atmosfera
estivesse uniformemente distribuída sobre
o globo, a pressão ao nível do mar (z=0)
seria 1013mb (milibares) ou , que é
referida como a pressão atmosférica
normal.

14. • VARIAÇÕES HORIZONTAIS
• A pressão atmosférica difere de um
local para outro e nem sempre devido a
diferenças de altitude. Quando a redução
ao nível do mar é efetuada, a pressão do
ar ainda varia de um lugar para outro e
flutua de um dia para outro e mesmo de
hora em hora.

15. • Uma massa de ar é um volume enorme de ar
que é relativamente uniforme (horizontalmente)
quanto à temperatura e à concentração de
vapor d’água. Por que algumas massas de ar
exercem maior pressão que outras? Uma razão
são as diferenças na densidade do ar,
decorrentes de diferenças na temperatura ou no
conteúdo de vapor d’água, ou ambos. Via de
regra, a temperatura tem uma influência muito
maior sobre a pressão que o vapor d’ água.

16. Secção transversal
ilustrando a formação de
brisa marítima

17. Relação entre força gradiente
de pressão e vento
Aceleração gradiente de pressão
D = densidade do ar (densidade média do ar na superfície é 1.29 kilogramas por m3)
P2 = pressão no ponto 2 em newtons/m2 (N m-2)
P1 = pressão no ponto 1 em Newtons/m2 (N m-2)
n = distância entre dois pontos em m

18. Vento geostrófico
• O ar sob a influência da força gradiente de
pressão e da força de Coriolis tende a se
mover paralelo à isóbaras em condições
onde o atrito é baixo (mais de 1000m
acima da superfície da Terra) e as
isóbaras são retas. Ventos desse tipo são
chamados ventos geostróficos.

19. Força de Coriolis
Uma vez que o ar está
em movimento
resultado da força
gradiente de pressão,
ele sofre deflexão para
a direita no HN e para
a esquerda no HS
resultado da força de
Coriolis
Ventos próximos aos Polos irão sofrer uma maior deflexão enquanto
que no equador a Força de Coriolis será nula.

20. A intensidade da força de Coriolis é influenciada pela latitude e
velocidade do objeto que está se movendo.

21. Um vento geostrófico flui paralelo às isóbaras. Neste modelo de fluxo do vento no
HN, o vento começa como um fluxo de ar perpendicular às isóbaras sob a
influência primária da força gradiente de pressão (PGF). Quando o movimento
começa, a força de Coriolis (CF) começa a influenciar o movimento de ar levando-
o à defletir para a direita do seu caminho. Esta deflexão continua até que a força
gradiente de pressão e a força de Coriolis estão em oposição e em balanço entre si.

22. O diagrama à direita mostra as duas forças em balanço para produzir o
vento geostrófico. Ventos na natureza são raramente geostróficos, a menos
dos ventos na troposfera superior que podem ser aproximadamente
geostróficos. Isto ocorre porque os ventos são considerados totalmente
geostróficos quando as isóbaras são retas e não há outras forças agindo
sobre elas – condições muito raras na natureza.

23. Vento Gradiente
• O vento sobre a superfície da Terra não flui
sempre em linhas retas. Em muitos casos os
ventos se movimentam ao redor de isóbaras
curvas de um centro de alta ou baixa pressão.
• Um vento que sopra ao redor de isóbaras
curvas acima do nível de atrito é chamado de
vento gradiente. Ventos gradientes são mais
complexos que ventos geostróficos porque eles
incluem a ação de outra força física. Essa força
é conhecida como força centrípeta e está
sempre direcionada para o centro de rotação.

24. 3ª Força agindo no ar em movimento
Força centrípeta
Age sobre o ar que está se movendo ao redor de centros de
circulação.
A aceleração centrípeta cria uma força direcionada a 90º do
fluxo do vento e com sentido para o centro de rotação ( p.
exemplo, centros de baixas e altas pressões).
4ª Força
Força de atrito
Essa força está limitada aos primeiros kilometros próximos à superfície, e
age no sentido de frear o movimento de ar.

25. HN
Balanço de forças que criam um vento gradiente no Hemisfério Norte (PGF =
força gradiente de pressão; CF = Força de Coriolis; Ce = Força Centrípeta).
Neste diagrama, CF = Ce + PGF para a baixa, e PGF = CF + Ce para a alta.
•Ao redor de uma baixa, o vento gradiente consiste da força gradiente de
pressão e na força centrípeta agindo em direção ao centro de rotação, enquanto
a força de coriolis age no sentido para fora do centro da baixa. No centro de alta
pressão, as forças de coriolis e centrípeta estão direcionadas em direção ao
centro de alta enquanto a força gradiente de pressão está direcionada para fora.

26. Isóbaras são quase sempre curvas e com espaçamentos
irregulares. Isto muda os ventos geostróficos de forma que
eles ficam em balanço de vento gradiente. Eles continuam a
soprar paralelos às isóbaras, mas não estão mais em
balanço somente pelas forças gradiente de pressão e
Coriolis, e não tem a mesma velocidade de ventos
geostróficos.

27. Como a força gradiente de pressão não muda, e todas as forças devem
estar em balanço, a força de Coriolis se torna mais fraca. Isto leva a um
decréscimo da velocidade do vento em geral.

28. Esquema mostrando o vento gradiente que representa um balanço entre a
força de gradiente de pressão, a força de Coriolis e a força centrífuga.

29. Vento na Camada de Atrito
Ventos na superfície não
sopram exatamente paralelos
às isóbaras como nos ventos
geostrófico e gradiente. Ao
contrário ventos na
superfície tendem a cortar as
isóbaras em ângulos que
variam de 10 a 45º. Próximo à
superfície da Terra, o atrito
reduz a velocidade do vento
que por sua vez reduz a força
de Coriolis. Como resultado,
a força de Coriolis não está
em balanço com a força
gradiente de pressão, e o
vento sopra cruzando as
isóbaras em direçào ou para
longe do centro de pressão.

31. COMO OS VENTOS GERAM MOVIMENTO VERTICAL
Como os ventos (horizontais) se relacionam com o
movimento vertical? Embora o transporte vertical seja pequeno
comparado com o movimento horizontal, ele é muito importante
para o tempo. Ar ascendente é associado com nebulosidade e
precipitação, enquanto subsidência produz aquecimento
adiabático e condições de céu limpo.

32. Esquema das correntes de ar associados com ciclones e anticiclones.

33. • DIVERGÊNCIA E CONVERGÊNCIA
• Além das variações de pressão causadas
por variações de temperatura e (com menor
influência) por variações no conteúdo de vapor
d’água, a pressão do ar pode também ser
influenciada por padrões de circulação que
causam divergência ou convergência do ar.
Suponha, por exemplo, que na superfície da
Terra, ventos horizontais soprem rapidamente a
partir de um ponto, como mostrado na figura .
Esta situação configura divergência de ar
(horizontal) pois:
(u, v são componentes zonal e meridional do vento)

34. • No centro, o ar descendente toma o
lugar do ar divergente. Se a
divergência de ar na superfície for
menor que a descida de ar, então a
densidade de ar e a pressão
atmosférica aumentam.

35. ALTAS E BAIXAS
• Após a redução das pressões superficiais
ao nível do mar, pode-se traçar mapas de
superfície nos quais pontos com mesma
pressão atmosférica são ligados por
linhas chamadas isóbaras.

36. • As letras A e B designam regiões com máximos e
mínimos de pressão. Por razões apresentadas mais
adiante uma alta é geralmente um sistema de bom
tempo, enquanto uma baixa é geralmente sistema de
tempo com chuvas ou tempestades.