Transporte de Calor e Circulação Geral

Como a atmosfera e o oceano movem o calor dos trópicos, ricos em energia, em direção aos polos, organizando os cinturões de vento e as correntes do planeta.

Definition

O transporte meridional de calor é o fluxo líquido de energia em direção aos polos, transportado pela atmosfera e pelo oceano, e a circulação geral é o sistema de ventos e correntes em escala planetária que, entre outras coisas, realiza este transporte.

Scope

Este tópico abrange o transporte de energia em direção aos polos que compensa o desequilíbrio latitudinal de radiação, e os sistemas de circulação que o realizam: as células de Hadley tropicais, os vórtices e correntes de jato de médias latitudes, e as correntes oceânicas impulsionadas pelo vento e de revolvimento. Ele trata de quanto calor cada componente transporta, como a partição entre atmosfera e oceano varia com a latitude, e como a circulação geral estabelece o padrão amplo das zonas climáticas.

Core questions

• Por que o sistema climático deve transportar calor em direção aos polos?
• Como o transporte é dividido entre a atmosfera e o oceano?
• Quais sistemas de circulação transportam a energia em diferentes latitudes?
• Como o transporte de calor molda a distribuição das zonas climáticas?

Key theories

Desequilíbrio radiativo e transporte necessário

Como os trópicos absorvem mais energia solar do que irradiam, enquanto as altas latitudes irradiam mais do que absorvem, o sistema climático deve transportar energia em direção aos polos, com o total necessário fixado pelo balanço de radiação.

Partição entre atmosfera e oceano

A atmosfera domina o transporte em direção aos polos em médias latitudes através de vórtices e da circulação de Hadley, enquanto o oceano transporta uma grande parte nos trópicos através de correntes impulsionadas pelo vento e de revolvimento.

Mechanisms

O excedente de energia solar absorvida nos trópicos e o déficit em altas latitudes criam um gradiente de temperatura que impulsiona a circulação. As células de Hadley transportam energia para fora dos trópicos, os vórtices baroclínicos e as correntes de jato a transportam através das médias latitudes, e as correntes oceânicas movem água quente em direção aos polos e água fria em direção ao equador, entregando juntas o calor necessário para equilibrar o déficit de radiação em altas latitudes.

Clinical relevance

O transporte de calor determina o contraste de temperatura entre o equador e os polos e a localização das rotas de tempestades e zonas áridas, de modo que as mudanças nele sob aquecimento remodelam o clima regional e os extremos climáticos.

History

A compreensão da circulação geral avançou das concepções de Hadley e Ferrel de células de revolvimento para o reconhecimento em meados do século XX, através do trabalho de Starr, Lorenz e outros, de que os vórtices de médias latitudes dominam o transporte atmosférico de calor; dados de radiação de satélite e observações oceânicas quantificaram posteriormente a partição entre atmosfera e oceano.

Debates

Participação da atmosfera versus oceano no transporte de calor tropical

A contribuição relativa do oceano para o transporte de energia em direção aos polos, especialmente nos trópicos, tem sido refinada à medida que as medições oceânicas diretas e os resíduos do balanço de radiação melhoraram.

Key figures

• Abraham Oort
• Kevin Trenberth
• Edward Lorenz
• Victor Starr

Seminal works

• peixotooort1992
• trenberthcaron2001

Frequently asked questions

Por que o clima precisa transportar calor?

Os trópicos absorvem muito mais luz solar do que emitem, enquanto os polos emitem mais do que absorvem, então, sem o transporte em direção aos polos, os trópicos continuariam a aquecer e os polos a arrefecer.

O oceano ou a atmosfera transporta mais calor em direção aos polos?

A atmosfera transporta a maior parte do calor em médias e altas latitudes, enquanto o oceano transporta uma parte comparável ou maior nos trópicos.