O vento geostrófico cruza as isóbaras rumo ao ciclone?

No balanço ideal, não. Com atrito e aceleração ageostrófica o vento junto ao solo pode cruzar as isóbaras; aqui fica só o componente equilibrado, ao longo das isóbaras.

Por que o gradiente de temperatura dá cisalhamento vertical?

O gradiente horizontal de temperatura muda a espessura entre superfícies isobáricas. Por isso o gradiente horizontal de pressão depende da altura, e o vento geostrófico a 300 hPa difere do vento perto de 1000 hPa.

Vento geostrófico e térmico

Balanço entre o gradiente de pressão e a força de Coriolis: as isóbaras fixam o vento geostrófico; o gradiente meridional de temperatura dá o cisalhamento vertical entre 1000 e 300 hPa.

Este é o limite sinótico: longe do atrito e de curvatura acentuada o vento segue as isóbaras; os contrastes de temperatura inclinam as superfícies de pressão, então o vento geostrófico muda com a altura.

Gráficos

Sobre o modelo

O vento geostrófico é o balanço sinótico entre a força horizontal do gradiente de pressão e a força de Coriolis: o ar segue as isóbaras. No mapa, um campo esquemático de pressão com setas segundo u_g = −(1/ρf)∂p/∂y e v_g = (1/ρf)∂p/∂x. O vento térmico, em coordenada de pressão, liga o cisalhamento vertical ao gradiente meridional de temperatura: Δu_g ≈ −(R/f)(∂T/∂y)ln(p_s/p_top) entre 1000 e 300 hPa. Variam-se a latitude (parâmetro de Coriolis f), o gradiente de pressão e o gradiente de temperatura. O modelo é diagnóstico: não há atrito, curvatura do escoamento, frentes, aceleração ageostrófica nem cálculo da espessura hidrostática.

Para quem: Meteorologia sinótica, oceanografia física, hidrodinâmica geofísica introdutória.

Conceitos-chave

vento geostrófico
vento térmico
força de Coriolis
isóbaras
cisalhamento vertical do vento

Como funciona

Balanço geostrófico: f k×u_g = −∇p/ρ, então o vento segue as isóbaras; no mapa, o campo de pressão e as setas u_g. Vento térmico: Δu_g ≈ −(R/f)(∂T/∂y) ln(p_s/p_top) entre 1000 e 300 hPa. Os controles de latitude, ∂p/∂y e ∂T/∂y mostram como a baroclínia produz cisalhamento vertical.

Fórmulas principais

f k × u_g = −(1/ρ)∇p; u_g = −(1/ρf) ∂p/∂y, v_g = (1/ρf) ∂p/∂x

Δu_g ≈ −(R/f)(∂T/∂y) ln(p_s/p_top) entre 1000 e 300 hPa

Perguntas frequentes

O vento geostrófico cruza as isóbaras rumo ao ciclone?: No balanço ideal, não. Com atrito e aceleração ageostrófica o vento junto ao solo pode cruzar as isóbaras; aqui fica só o componente equilibrado, ao longo das isóbaras.
Por que o gradiente de temperatura dá cisalhamento vertical?: O gradiente horizontal de temperatura muda a espessura entre superfícies isobáricas. Por isso o gradiente horizontal de pressão depende da altura, e o vento geostrófico a 300 hPa difere do vento perto de 1000 hPa.

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