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Ao se analisar o espectro de emissão solar apresentado na figura abaixo, observam-se diferenças entre o espectro emitido por um corpo negro à temperatura próxima da temperatura da superfície solar e a energia que atinge o topo da atmosfera terrestre, que é devida a processos de absorção por elementos químicos presentes nas camadas superiores do astro. Nota-se, também, que se observa menor quantidade à superfície da Terra, em todos os comprimentos de onda, do que se mede no topo da sua atmosfera.
Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, os processos físicos responsáveis pela área sombreada e pela diferença entre a curva envelope superior da área sombreada e a curva sólida imediatamente superior a ela.
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Sabe-se que, sem a presença dos chamados gases do “efeito estufa”, a temperatura de equilíbrio radiativo terrestre seria muito mais baixa do que a registrada atualmente. Assinale a alternativa que apresenta apenas os constituintes químicos da atmosfera que são radiativamente ativos.
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Sabendo que a Energia Radiante (U) é dada em Joules (J), assinale a alternativa correta quanto às demais grandezas radiométricas derivadas de U.
Considere a nomenclatura das grandezas radiométricas adotada pela Organização Meteorológica Mundial – OMM e:
t para tempo (s);
A para área (!$ m^2 !$);
!$ \Omega !$ para ângulo sólido (sr).
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Para responder a questão, use as informações obtidas da sondagem vertical da atmosfera plotada no diagrama Skew T – log p apresentada nas figuras (a) e (b) abaixo, que se referem à mesma radiossondagem. O diagrama em (b) apenas realça a mesma sondagem abaixo dos 380 hPa, para maior clareza. Utilize ambos os diagramas para seus cálculos, se necessário. Considere 1/2 barbela = 5,0 m !$ s^{–1} !$; 1 barbela = 10,0 m !$ s^{–1} !$; 1 bandeirola = 50,0 m !$ s^{–1} !$. A linha tracejada espessa representa a temperatura do ponto de orvalho, e a linha espessa contínua, a temperatura do ar, conforme medidas pela radissonda, e dadas em ºC. Os níveis verticais são dados em hectopascal e em metros. As linhas tracejadas tênues inclinadas para a direita são as linhas de razão de mistura em g !$ kg^{–1} !$. As demais linhas são subentendidas como conhecidas pelo candidato.
Sabe-se que o conceito de cisalhamento vertical do vento é importante na definição do tipo de sistema convectivo de mesoescala que pode se desenvolver em situações de instabilidade atmosférica propícia a tempestades. Com base nas informações do diagrama skew T - log p fornecido, o valor da magnitude do cisalhamento vertical do vento entre os níveis de 1000 e 500 hPa é, aproximadamente:
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Para responder a questão, use as informações obtidas da sondagem vertical da atmosfera plotada no diagrama Skew T – log p apresentada nas figuras (a) e (b) abaixo, que se referem à mesma radiossondagem. O diagrama em (b) apenas realça a mesma sondagem abaixo dos 380 hPa, para maior clareza. Utilize ambos os diagramas para seus cálculos, se necessário. Considere 1/2 barbela = 5,0 m !$ s^{–1} !$; 1 barbela = 10,0 m !$ s^{–1} !$; 1 bandeirola = 50,0 m !$ s^{–1} !$. A linha tracejada espessa representa a temperatura do ponto de orvalho, e a linha espessa contínua, a temperatura do ar, conforme medidas pela radissonda, e dadas em ºC. Os níveis verticais são dados em hectopascal e em metros. As linhas tracejadas tênues inclinadas para a direita são as linhas de razão de mistura em g !$ kg^{–1} !$. As demais linhas são subentendidas como conhecidas pelo candidato.
Considere uma parcela de ar em seu ponto de equilíbrio em 800 hPa (ou seja, uma parcela que tem a mesma temperatura inicial que o ar ambiente naquele nível). Com relação à estabilidade estática, fornecida pela análise de pequenos deslocamentos verticais de uma parcela de ar em torno do seu ponto de equilíbrio, para a sondagem do diagrama skew T - log p fornecido, tem-se que a camada atmosférica em torno de 800 hPa é:
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Para responder a questão, use as informações obtidas da sondagem vertical da atmosfera plotada no diagrama Skew T – log p apresentada nas figuras (a) e (b) abaixo, que se referem à mesma radiossondagem. O diagrama em (b) apenas realça a mesma sondagem abaixo dos 380 hPa, para maior clareza. Utilize ambos os diagramas para seus cálculos, se necessário. Considere 1/2 barbela = 5,0 m !$ s^{–1} !$; 1 barbela = 10,0 m !$ s^{–1} !$; 1 bandeirola = 50,0 m !$ s^{–1} !$. A linha tracejada espessa representa a temperatura do ponto de orvalho, e a linha espessa contínua, a temperatura do ar, conforme medidas pela radissonda, e dadas em ºC. Os níveis verticais são dados em hectopascal e em metros. As linhas tracejadas tênues inclinadas para a direita são as linhas de razão de mistura em g !$ kg^{–1} !$. As demais linhas são subentendidas como conhecidas pelo candidato.
Para uma parcela de ar que se desloca verticalmente a partir de 1000 hPa, os valores para o nível de convecção espontânea, a temperatura de bulbo úmido e a temperatura convectiva obtidos do diagrama skew T - log p fornecido são, aproximada e respectivamente:
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Para uma parcela de ar seco atmosférico com massa m = 1,0 kg e em equilíbrio hidrostático, a 1ª Lei da Termodinâmica é expressa du = dq – dw, onde du é a variação da energia interna da parcela, dq a quantidade de calor recebido ou cedido ao ambiente pela parcela, e dw o trabalho sofrido ou exercido pela parcela. Pode-se reescrever a 1ª Lei acima usando-se a definição de trabalho por unidade de massa dw = p !$ d\alpha !$, sendo p a pressão da parcela e α o seu volume específico, de forma que a 1ª Lei fica: dq = du + p !$ d\alpha !$. Usando- se também as definições de calor específico do ar seco à pressão constante !$ c_p = \left( { \large dq \over dT}\right)_p !$ e calor específico do ar seco a volume constante !$ c_v = \left ({ \large dq \over dT}\right)_v !$ , onde T é a temperatura da parcela, a 1ª Lei pode ser escrita como !$ dq = c_v dT + p d\alpha. !$
Lembrando ainda que vale, para o ar seco, considerado gás ideal, a relação !$ c_p = c_v !$ + R, onde R é a constante dos gases para o ar seco. Com o auxílio da Equação do Estado, tem-se que a 1ª Lei também é escrita como !$ dq = c_p dT – \alpha dp !$. Desta forma, o significado físico dos termos !$ c_v dT, c_p dT e – \alpha dp !$ são as variações, respectivamente,
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A pressão à superfície, não corrigida ao nível do mar, de uma coluna de ar seco de área de base unitária é !$ p_0 !$ = 950,0 hPa. Supondo que essa coluna de ar esteja em equilíbrio hidrostático e possua temperatura constante com a altitude de !$ T_0 !$ = 300,0 K, a pressão na altitude de z = 8610,0 m é:
Obs.: adote, se necessário:
g = 10,0 m !$ s^{–2} !$ para a aceleração da gravidade na coluna;
!$ Rd = 287,0 J kg^{–1} K^{–1} !$ para a constante dos gases para o ar seco;
e = 2,5 para o valor do algarismo neperiano.
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Considere o ar seco atmosférico como um gás ideal. Qual é a quantidade N de moléculas necessárias para produzir uma pressão p = 630,0 hPa nas paredes internas de um sistema fechado contendo esse ar, onde se mede o volume V = 2,0 !$ m^3 !$ à temperatura T = 27,0 ºC?
Considere suas contas com aproximação máxima de 1 (uma) casa decimal. Adote, se necessário, os seguintes valores aproximados para:
!$ R_d = 287,0 J kg^{–1} K^{–1} !$ (constante dos gases para o ar seco atmosférico)
!$ k = 1,4 x 10^{–23} J K^{–1} !$ (constante de Boltzmann)
!$ m_p = 4,7 x 10^{–23} g !$ (massa de uma molécula de ar seco)
!$ M_d = 29,0 g mol^{–1} !$ (peso molecular do ar seco)
!$ N_A = 6,0 x 10^{23} mol^{–1} !$ (número de Avogrado)
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Em geral, frentes frias apresentam deslocamento rápido em regiões subtropicais e, particularmente, na Região Sudeste brasileira. Nestas situações, há maior desenvolvimento vertical das nuvens associadas ao fenômeno.
Assinale a alternativa correta quanto ao tipo de nuvens representadas na figura, que esquematiza o quadro esperado das nuvens em deslocamentos rápidos de frentes frias em função da altitude, em que traços verticais representam precipitação, traços horizontais, nuvens e setas abertas e sólidas, os principais escoamentos de massa. O limite inferior da camada de inversão de subsidência é também destacada.
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