Jatos

Organizado por: Ricardo Batista Vilela
Revisado por: Edson Yatabe Barbosa

  JATOS DE ALTOS NÍVEIS

1. Definição

Segundo a Organização Meteorológica Mundial (OMM, 1992), a corrente de jato é definida como uma corrente de ar próximo à tropopausa em um estreito conduto em cujo eixo se encontram velocidades máximas do vento e máximo cisalhamento horizontal e vertical. Segundo Riehl (1962) esse sistema meteorológico foi evidenciado a partir dos anos 50 quando aviões militares já conseguiam voar em altitudes elevadas (entre 10.000 e 12.000 m) além do avanço nas técnicas de radiossondagem. Os jatos de altos níveis são divididos em Jato Subtropical (JS) que se situa em latitudes mais baixas, portanto em temperaturas mais elevadas; Ramo Norte do Jato Polar (JPN) relacionado aos sistemas frontais e ciclogênese em superfície em latitudes médias; e o Ramo Sul do Jato Polar (JPS) situado já na estratosfera próximo aos círculos do Ártico e da Antártida.

2. Características

A espessura da tropopausa está relacionada com a temperatura média da troposfera e as correntes de jato se localizam em uma região baroclínica, ou seja, na máxima inclinação da tropopausa, portanto, máximo gradiente de temperatura.

Figura 1: Modelo conceitual dos jatos. As linhas pontilhadas são as isotacas (m/s). Figura adaptada de <http://images.slideplayer.com.br/2/362879/slides/slide_46.jpg>

A figura 1 mostra um modelo conceitual evidenciando a posição idealizada dos jatos em ambos os hemisférios. Percebe-se que eles se posicionam na região de máxima inclinação da tropopausa (o que indica o máximo gradiente horizontal de temperatura em superfície).

Os Jatos de Altos níveis possuem velocidades de 140 km/h até valores superiores a 300 km/h (Tempo e Clima no Brasil) e são divididos em Jato Subtropical (JST), Ramo Norte do Jato Polar (JPN) e Ramo Sul do Jato Polar (JPS), e possuem as seguintes características médias:

Figura 2: Posição média e variabilidade do JST (à esquerda) e do JP (à direita) para o inverno e verão. Fonte:Tempo e clima no Brasil.

A figura 2 apresenta as posições médias dos jatos ao longo do ano, o que mostra que o JP (relacionado com o avanço de sistemas frontais em superfície e, portanto, ferramenta importante para o prognóstico de tempo) possui uma variabilidade espacial muito maior do que o JST.

3.  Identificação dos Jatos na carta sinótica de 250hPa (Aviation Weather Center, Dr. Nielsen)

3.1. A partir da altura geopotencial

O JS: Acima de 10440 mgp e tipicamente em 10680 mgp.

O JPN: Entre 10440 e 10200 mgp

O JPS: Abaixo de 10200 mgp e tipicamente entre 10080 e 9960 mgp. 

Figura 3: Carta sinótica de 250 hPa do dia 20 de junho de 2015 às 00Z. Fonte: CPTEC/INPE

A Figura 3 mostra as correntes de jato em 250hPa e suas respectivas posições com relação às isolinhas de altura geopotencial (linhas pretas mais espessas), onde as linhas vermelha, laranja e amarela são o JST, o JPN e o JPS, respectivamente.

3.2.  A partir da temperatura potencial

Com um corte vertical dos jatos é possível identificar os núcleos a partir da temperatura potencial:

JS:  Temperatura associada de 340 K

JPN: Temperatura associada de 330 K

JPS: Temperatura associada de 320 K

Figura 4: Cortes vertical dos jatos em 90 W e 20W respectivamente, para o dia 20 de junho de 2015 às 00Z (Fonte: Master/IAG).

3.3. A partir de imagem de satélite

-Canal do vapor dágua

-Jatos se localizam no máximo gradiente de vapor d'água (fronteira entre tons claros e escuros)

Figura 5: Imagem de satélite no canal do vapor d'água para o dia 20 de junho de 2015 às 00Z. (Fonte: DSA/CPTEC/INPE)

ANEXO: Porque os jatos de altos níveis são de oeste para leste em ambos os hemisférios? (Fonte: Holton)

Partindo da equação do vento térmico:

Exemplo do avaliador: Carta sinótica de altitude do INPE-CPTEC para o dia 14 de junho de 2015 às 00Z. Utilizando o critério de Escobar (2010), pode-se identificar os três tipos de jatos na Figura 4, onde o JST se acopla com o JPN aproximadamente em 20W. Esse acoplamento, pode ser melhor visto (com o auxílio do critério da temperatura potencial) no corte vertical nesta longitude (Figura 5).

Figura 6. Carta de altitude para o dia 14 de junho de 2015 às 00Z. A linha laranja indica o JPN, a branca o JPS e a vermelha o JS (INPE-CPTEC).

Figura 7. Corte vertical na longitude de 20º. Linhas brancas representam a magnitude do vento e o sombreado a temperatura potencial em Kelvin (Laboratório Master).

 
4. Referências

      Organização Mundial de Meteorologia (OMM)

     PEZZI, L. P., ROSA, M. B., BATISTA, N. N. M., A Corrente de Jato Sobre a América do Sul. Climanálise Cptec/Inpe.

     RIEHL, H., 1969: Jet streams of the atmosphere. Atmospheric Sciences Paper No. 32, Colorado State University, Fort Collins, Colorado.

      Aviation Weather Service/ Transition Aviation Program.

    KOUSKY, V. E.; ELIAS, M. Meteorologia Sinótica: Parte 1. INPE – 2605 – MD/021, pp 107, 1982.

    Cavalcanti, Iracema; Ferreira, N.J.; Silva Dias, M. A. F.; Silva, M. G. A. J. Tempo e Clima no Brasil. 1. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2009. v. 1. 464p.

     World Meteorological Organization. Disponível em <https://www.wmo.int/pages/index_en.html>

     Carta de altitude. Disponível em: <http://tempo.cptec.inpe.br/>

     HOLTON, J. R. An introduction to dynamic meteorology. New York, Academic. 3ed. 1992

JATOS DE BAIXOS NÍVEIS

1. Definição

-Uma região de ventos relativamente intensos na baixa atmosfera. Especificamente se refere a um máximo escoamento meridional na camada limite (NOAA).

-O Jato de Baixos níveis (JBN) representa a região de máxima intensidade do vento na baixa troposfera (1 - 2 km) a qual geralmente apresenta extensão horizontal de escala subsinótica e forte oscilação diurna (Marengo et al., 2004).

2. Características

     Na América do Sul, os JBN são formados pela convergência dos ventos alísios e do escoamento do setor oeste da ASAS. Essa convergência é gerada pela barreira montanhosa da Cordilheira dos Andes, produzindo um intenso escoamento na direção N-S (Reboita et al., 2012).

     Transportam quantidade considerável de umidade da região amazônica para o sudeste da américa do sul, (Virji 1981; Paegle et al. 1987 apud Vera et. al. 2006) e por isso são conhecidos popularmente como “Rios voadores” (expressão popularizada por Marengo).

     São responsáveis pela formação de sistemas convectivos como CCMs e Linhas de instabilidade no SE da América do Sul

Figura 1: Modelo conceitual dos JBN na América do Sul. (Marengo et al., 2004)

A figura 1 mostra um modelo conceitual de como se estrutura um JBN e de que maneira o escoamento é canalizado pela barreira montanhosa.  A consequência desse sistema fica evidente na região sudeste da AS com a formação de Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM) que são sistemas de intensa precipitação.

2.1. Climatologia

Figura 2: Ciclo anual de casos em que foram evidenciados JBN. A linha sólida cinza representa a trajetória do ar úmido vindo da região amazônica e a linha pontilhada mostra a trajetória do escoamento da ASAS. (Marengo et al., 2004)

É possível ver a partir da figura 2 que o ciclo anual dos JBNs depende da latitude, proximidade com a cordilheira e as características da circulação atmosférica. 

Figura 3: Média climatologica da intensidade do vento (setas) e convergencia de umidade (shaded)  em composição com estações meterológicas (upperlevel stations) nas cidades de Santa Cruz  e Maristical Estigarribia. (G) Verão e (H) inverno. (Marengo et al., 2004)

A partir da figura 3 percebe-se que o campo de convergência de umidade assume valores mais intensos na estação quente, evidenciando forte atuação do JBNs. A frequência de ocorrência dos JBNs foi avaliada por um estudo observacional feito por Santos (2005) que para o período entre 1989 e 2003 a maior ocorrência desse sistema se deu na estação de verão como mostra a tabela 1:

Tabela 1: Distribuição sazonal dos JBNs para as 00Z e 12Z. (Santos, 2005)

3.  Identificação

Segundo Bonner (1968), as condições necessárias para caracterizar um JBN são:
1) Ventos meridionais de norte em 850 hPa de pelo menos 12 m/s;
2) Cisalhamento vertical de pelo menos 6 m/s entre 850 e 700 hPa;
3) Componente meridional do escoamento maior do que a componente zonal e com ventos de norte suficientemente intensos para anular o escoamento de sul.

4. Exemplo
JBN - 27 de Janeiro de 2002
Em um estudo de caso, Santos et al. 2008 analisaram um JBN que ocorreu em 27/01/2002 e o associaram a um CCM.

Figura 4: (a) Perfil vertical da velocidade do vento em Porto Alegre no dia 27/01/2002 às 00UTC (linha com círculos), 12UTC (linha com quadrados) e 28/01/2002 às 00UTC (linha com triângulos). (Fonte: Santos et al., 2008) e (b) intensidade da componente meridional do vento para o mesmo dia às 12Z.

Figura 5: Imagens do satélite GOES-8 no canal IV, das 19:39 UTC do dia 26/01/2002 até as 01:09UTC do dia 38/01/2002.  (Fonte: Santos et al., 2008)

 

Figura 6: Transporte de umidade específica (m*g/s*kg) no nível de 850hPa gerado pelos modelos (A)GLOBAL, (B) ETA e (C) BRAMS para o dia 27/01/2002 às 12UTC.  (Fonte: Santos et al., 2008)

Exemplo do avaliador: A figura 7 mostra a carta sinótica para o dia 14 de junho de 2015 às 00Z. O retângulo azul destaca a região do JBN, que possui uma componente meridional do vento relativamente maior que a componente zonal com magnitude entre 15 e 25 m/s. Esta análise corrobora o método proposto pelo por Bonner (1968).

 Figura 7. Análise do GFS-850 hPa para o dia 14 de junho de 2015 às 00Z. Linhas pretas tracejadas indicam os cavados, os círculos vermelhos (azul) os centros de alta (baixa) pressão e o retângulo azul destaca a região do JBN. 

5. Referências

Carta sinótica de 250hPa: http://www.masterantiga.iag.usp.br/ind.php?inic=00&prod=previsao_glob

     VERA, C; BAEZ, J; DOUGLAS, M.; EMANUEL, C. B.; MARENGO, J.; MITIN, J.; NICOLINI, M.; NOGUESPEAGLE, J.; PEAGLE, J.; PENALBA, O.; SALIO, P.; SAULO, C.; SILVA DIAS, M. A. F.; SILVADIAS, P.; ZISPER, E.; The South American Low Level Jet Experiment (SALLJEX). Bulletin of the American Meteorological Society, Estados Unidos, v. 86, n.1, p 63-77, 2006.

     REBOITA, M. S.; KRUCHE, N.; AMBRIZZI, T. DA ROCHA, R.P. 2012. Entendendo o Tempo e o Clima na América do Sul. Terra e Didática, 8, 34-50.

   SANTOS, J. G. M. ; CAMPOS, C. R. J. ; LIMA, K. C.. Análise dos jatos de baixos níveis associados a um sistema convectivo de mesoescala na América do Sul: Um estudo de caso. Revista Brasileira de Geofísica (Impresso), v. 26, p. 451-468, 2008.

     BONNER, W. D., 1968: Climatology of the low level jet. Mon. Wea. Rev., 96, 833–850.

    MARENGO J.A., SOARES W.R., SAULO C., NICOLINI M. 2004. Climatology of the Low-Level Jet East of the Andes as Derived from NCEP-NCAR Reanalyses: Characteristics and Temporal Variability. Journal of Climate, Vol 17 No 12. 2005.

     NATIONAL OCEANIC AND ATMOSPHERIC ADMINISTRATION'S (NOAA). Disponível em: http://w1.weather.gov/glossary/