D4 Redes de Superfície e Mesoescala

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As redes meteorológicas de superfície formam a espinha dorsal do sistema de observação meteorológica: ao contrário dos satélites ou radares, que observam a atmosfera remotamente, as redes meteorológicas de superfície medem variáveis ​​atmosféricas diretamente do nível do solo com altíssima continuidade temporal. Dentro dessas redes meteorológicas de superfície, coexistem dois tipos de estações: estações convencionais, que reportam a cada seis horas porque ainda dependem parcialmente da leitura e transmissão manual de dados, e estações automáticas, que, sendo independentes da operação humana, reportam com muito mais frequência, a cada um a dez minutos. Ambos os tipos de estações medem o mesmo conjunto de variáveis: temperatura e umidade a dois metros acima do nível do solo, pressão tanto no nível da estação quanto reduzida ao nível do mar, velocidade e direção do vento a dez metros acima do nível do solo, precipitação acumulada, visibilidade, condições meteorológicas atuais e cobertura de nuvens.

Além das redes meteorológicas de superfície convencionais e automáticas, existem redes especializadas que ampliam a cobertura para fenômenos específicos que as estações convencionais não conseguem captar com eficácia. As redes de raios são um desses métodos: elas detectam os sinais de radiofrequência emitidos por cada raio e, a partir desses sinais, o localizam com uma precisão entre um e cinco quilômetros em qualquer lugar do planeta. Aqui, no entanto, surge uma relação de compromisso entre cobertura e detecção: uma rede de raios com cobertura verdadeiramente global detecta apenas cerca de um terço dos raios que realmente ocorrem, enquanto uma rede de raios mais densa, embora limitada às regiões onde possui suas próprias estações, detecta até nove em cada dez raios dentro dessa área de cobertura mais restrita.

Outras redes especializadas se concentram em variáveis ​​ainda mais específicas. Os distrómetros medem a distribuição do tamanho das gotas de chuva com uma resolução temporal entre trinta e sessenta segundos, revelando se uma determinada quantidade de chuva é composta por muitas gotas pequenas ou algumas gotas grandes. As redes de fluxo, por sua vez, medem as trocas turbulentas de energia, vapor de água e dióxido de carbono entre a superfície e a atmosfera, capturando essas rajadas de ar turbulentas entre dez e vinte vezes por segundo — uma frequência muito maior do que qualquer estação convencional. Isso é necessário porque a própria troca turbulenta ocorre e se inverte em frações de segundo.

Redes especializadas também cobrem a composição química da atmosfera: algumas estações de química atmosférica se concentram na medição de aerossóis e outras na medição de gases traço. Em conjunto, elas fornecem aos estudos de qualidade do ar, balanço radiativo e química atmosférica o contexto composicional que as variáveis ​​meteorológicas convencionais, por si só, não podem oferecer.

A pressão medida por todas essas estações de superfície — convencionais ou automáticas — não pode ser comparada diretamente porque cada estação está em uma altitude diferente e o ar é menos denso em altitudes mais elevadas. Portanto, a pressão observada em cada estação é matematicamente reduzida ao nível do mar antes de ser comparada com a de qualquer outra estação, usando o que é conhecido como equação hipsométrica: uma relação que conecta a diferença de pressão entre dois níveis com a temperatura média do ar entre eles, de modo que quanto mais quente a coluna de ar, menor a diferença de pressão entre um nível e o outro. Essa relação nos permite reconstruir qual seria a pressão da estação ao nível do mar, e essa pressão reduzida ao nível do mar é precisamente o dado básico usado para criar mapas sinópticos.

O resultado da combinação de todas essas redes meteorológicas de superfície — estações convencionais e automáticas com suas variáveis ​​básicas, redes especializadas de raios, distrómetros e fluxos, estações de química atmosférica e pressão já reduzida ao nível do mar — depende, em última análise, da densidade da rede: quanto mais densa a rede meteorológica de superfície em uma região, mais sutis serão os gradientes de mesoescala de temperatura, vento e pressão que ela poderá detectar, e esses gradientes sutis são precisamente o que revelam a presença de frentes, tornados, brisas e outros fenômenos que ocorrem em escala local. Assim, as redes meteorológicas de superfície permanecem a base mais direta e contínua do sistema de observação meteorológica com o qual esta descrição se inicia.

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