Nome da Disciplina
FÍSICA DA ATMOSFERA I
CÓDIGO
0618020
Carga Horária
68 horas
Atividade Complementar
Não
Periodicidade
Semestral
Unidade responsável
CRÉDITOS
4
CARGA HORÁRIA TEÓRICA
3
CARGA HORÁRIA EXERCÍCIOS
1
CARGA HORÁRIA OBRIGATÓRIA
4
FREQUÊNCIA APROVAÇÃO
75%

Ementa

Noções básicas de Termodinâmica; Física da atmosfera; Estabilidade Atmosférica; Diagramas termodinâmicos; Microfísica de Nuvens e Eletricidade atmosférica.

Objetivos

Objetivo Geral:

Transmitir ao aluno conhecimento sobre a termodinâmica da atmosfera, análise de perfis atmosféricos, microfísica de nuvens e eletricidade atmosférica.

Conteúdo Programático

Capítulo 1 – Noções básicas de Termodinâmica
1.1. Propriedades físicas dos líquidos e gases;
1.2. Importância dos principais gases atmosféricos;
1.3. Composição e estado de um sistema; Sistema de unidades.
1.4. Equações de estado para o ar seco e saturado
Lei de Charles; Equação de estado para um gás ideal; Pressão do vapor; Pressão do vapor saturado; Equação de estado para o ar seco; Equação de estado para o ar úmido; Parâmetros que definem o teor de umidade do ar.

Capítulo 2 – Física da atmosfera
2.1. Equilíbrio hidrostático: A força da gravidade; Geopotencial; Pressão sobre um fluido em repouso; A equação da hidrostática; Equilíbrio hidrostático; Espessura de uma camada atmosférica; Altimetria-Redução da pressão ao NMM; Variação vertical da temperatura ambiente.
2.2. Atmosferas especiais: Homogênea; Isotérmica; Lapse rate constante; Água precipitável.
2.3. Leis e funções termodinâmicas: 1ª e 2ª lei da termodinâmica; Processos não adiabáticos; Processos adiabáticos
2.4. Mudança de fase: equação de Claussius – Clapeyron; Equação psicrométrica
2.5. Processos adiabáticos e pseudo-adiabáticos na atmosfera seca e úmida: Temperatura potencial; Temperatura do bulbo úmido; Temperatura equivalente; Temperatura potencial equivalente; TVVT da temperatura adiabática seca; TVVT da temperatura adiabática saturada.

Capítulo 3 – Estabilidade Atmosférica
3.1. Métodos da parcela e da fatia: Estado de equilíbrio;
3.2. Estabilidade atmosférica: Aceleração vertical da parcela; Aplicação do método da parcela; Descrição dos critérios de estabilidade e instabilidade; estabilidade condicional.

Capítulo 4 – Diagramas termodinâmicos
4.1. Diagramas termodinâmicos e aplicações: Propriedades necessárias aos diagramas termodinâmicos; Diagrama de Clapeyron; O emagrama; O tefigrama; O diagrama ekewT-logP; O diagrama de Estuve; Equivalência de área nos diagramas; Interpretação do diagrama aerológico plotado; Determinação das variáveis meteorológicas por meio de sondagens.
4.2. Níveis de condensação, convecção: livre e forçada: Nível de condensação por levantamento; Nível de condensação convectiva; Temperatura de convecção; Nível de convecção espontânea; Cálculo da energia nos diagramas termodinâmicos; Áreas positivas e negativas.
4.3. Instabilidade latente e potencial: Relação entre instabilidade latente e potencial; Índices de instabilidade; inversões térmicas.

Capítulo 5 – Microfísica de Nuvens
5.1. Núcleos de Condensação e Gelo; Nucleação Homogênea e Heterogênea; Nuvens Quentes e Frias; Processos de Formação da Precipitação; Velocidade de Queda.

Capítulo 6 – Eletricidade atmosférica
6.1. Fenômenos elétricos da atmosfera; Campo elétrico da Terra; Tipos de relâmpagos; Rede de Observações Terrenas; Observação por Satélite.

Bibliografia

Bibliografia Básica:

  • ANTHERS, R. A.; PANOFOSKY, H. A.; CAHIR, J. J.; RANGO, A. The Atmosphere. Columbus, OH, Merril, 1978.
  • DINIZ, G. B. Meteorologia Física. Pelotas: Editora Universitária UFPEL. 2006. 156p. ISBN 85-7192-333-7.
  • WALLACE, J. M.; HOBBS, P. V. Atmospheric Science: An Introductory Survey. New York, Academic Press, 1977.
  • FLEAGE, R. G.; BUSINGER, J. A. An introduction to Atmospheric Physics. New York, Academic press, 1963.
  • ROGERS, R. R.; A Short Course in Cloud Physics. Oxford, Pergamon, 1976.
  • ROGERS, R. R. Física de las Nubes. Espanha: Editorial Reverté. 1977. ISBN 9788429190649.
  • IRIBARNE, J. V. Termodinamica de la atmosfera.Buenos Aires: Editorial Universitária de Buenos Aires, 1964. 230 p.
  • VAREJÃO, M. A. S. Meteorologia e Climatologia. Instituto Nacional de Meteorologia, Brasília, Stilo, 2000
  • OLIVEIRA, L. L. ; Vianello, R. L.; Ferreira, N. J. Meteorologia Fundamental, Erechim, EdiFAPES, 2001.
  • PETTY, G. W. A First Course in Atmospheric Thermodynamics. Sundog Publishing. ISBN 978-0-9729033-2-5. 352p. 2008.
  • RIEHL, H. Introduction to the Atmosphere. New York : Mc Graw-Hill. 1965.

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