M1 Circulação Atmosférica Geral

Tópico

A circulação atmosférica geral é o padrão médio de fluxo, calculado ao longo de longos períodos, que transporta calor, umidade e momento dos trópicos para os polos. Esse transporte permite que a atmosfera responda ao desequilíbrio radiativo existente entre as diferentes latitudes, um desequilíbrio que faz com que a circulação atmosférica geral se organize em três faixas distintas de circulação meridional: a célula de Hadley, que ocupa os trópicos; a célula de Ferrel, que ocupa as latitudes médias; e a célula polar, que ocupa as latitudes mais altas.

A força motriz fundamental por trás de toda essa circulação atmosférica geral é precisamente esse desequilíbrio radiativo latitudinal: os trópicos absorvem mais energia solar do que emitem de volta para o espaço, enquanto os polos emitem mais energia do que recebem do Sol. Essa diferença significa que a atmosfera precisa transportar entre cinco e seis petawatts de energia dos trópicos para as latitudes médias. Esse transporte não é realizado por um único mecanismo, mas se divide em dois: a circulação média da célula de Hadley, que domina esse transporte nos trópicos, e os vórtices baroclínicos que se formam nas latitudes médias, que dominam o transporte assim que o calor deixa a zona tropical.

Esses mesmos vórtices baroclínicos de latitudes médias, juntamente com o gradiente de temperatura, também são responsáveis ​​por sustentar os jatos de vento que serpenteiam por essas latitudes: a velocidade de um jato resulta do equilíbrio entre o transporte de momento meridional produzido pelos vórtices baroclínicos e o gradiente de temperatura meridional que os alimenta. Essa dependência segue o que é conhecido como relação do vento térmico: quanto maior o gradiente de temperatura meridional entre os trópicos e os polos, mais forte será a corrente de jato que esse mesmo gradiente provoca.

Embora as correntes de jato de latitudes médias dependam do gradiente de temperatura, a extensão da célula de Hadley depende de uma condição diferente: um critério de estabilidade do vento em altitude, próximo ao limite da troposfera, que determina até onde a célula pode se estender antes de se tornar instável. Projeta-se que, com o aquecimento do planeta, esse limite de estabilidade se deslocará para latitudes mais altas, fazendo com que a célula de Hadley se expanda correspondentemente, empurrando sua borda para mais longe dos trópicos do que atualmente.

O aquecimento climático não apenas desloca a borda da célula de Hadley; espera-se também que intensifique as correntes de jato de latitudes médias, e o faz indiretamente, por meio do mesmo gradiente de temperatura meridional do qual essas correntes de jato dependem. Quando o aquecimento não é igualmente intenso em todas as latitudes — quando o polo se aquece de forma diferente do restante da atmosfera — essa diferença altera o gradiente de temperatura meridional. Esse gradiente modificado, novamente influenciado pelo vento térmico, determina se a corrente de jato que ele sustenta se torna mais forte ou mais fraca do que antes.

Assim, desde o desequilíbrio radiativo que aciona o motor da circulação atmosférica geral, passando pelas três células meridionais que esse motor organiza e pelas correntes de jato que o gradiente de temperatura sustenta entre elas, até o deslocamento da borda da célula de Hadley e a intensificação das correntes de jato sob o aquecimento climático, toda a circulação atmosférica geral é governada por uma única cadeia de eventos. Nessa cadeia, a diferença de aquecimento entre os trópicos e os polos é o que faz com que o ar de todo o planeta se mova, e continue se movendo, da maneira como se move.

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