início - Plano de Curso

Meteorologia Física

Código: 34272
3.º ano, 1.º semestre
Carga horária/semana: 3 horas teóricas, 1,5 horas teórico/práticas, 0 horas práticas
Créditos: 4
Coeficiente de Ponderação: 4
ECTS: 8
Departamento responsável: Física
Regente: Carlos Pires

Objectivos

Programa
1. Termodinâmica do ar húmido não saturado. Revisão de conceitos básicos de termodinâmica do gás ideal. Misturas de gases. Potenciais termodinâmicos e relações fundamentais. Propriedades termodinâmicas do ar húmido. Temperatura virtual.
2. Sistema heterogéneo ar-água. Equilíbrio termodinâmico. Superfície de estado da água. Transições de fase e equação de Clausius-Clapeyron. Equação de Kirchoff. Diagrama de fases.
3. Processos termodinâmicos na atmosfera. Arrefecimento isobárico e isentálpico. Equação psicrométrica. Tefigrama e suas aplicações. Processos adiabáticos e pseudo-adiabáticos. Temperaturas potenciais. Processos de mistura horizontal e vertical com condensação.
4. Equilíbrio hidrostático e estabilidade estática. Instabilidade estática absoluta e condicional. Oscilações numa atmosfera estaticamente estável: frequência de Brunt-Vaisala. Instabilidade potencial. Instabilidade latente. Energia potencial disponível para convecção. Correntes ascendentes e processos de mistura lateral.
5. Aerossol e nuvens. Características do aerossol atmosférico. Lei de Kelvin da nucleação homogénea. Nucleação heterogénea em aerossol hidrófilo e solúvel. Lei de Raoult e curvas de Köhler. Mecanismos de evolução de gotículas por condensação/evaporação: taxas de crescimento. Mecanismo de colisão-coalescência: modelo de colecção contínua. Características das fases condensadas em nuvens frias e nuvens mistas. Mecanismo de Bergeron-Findeisen. Regimes de precipitação. Electricidade atmosférica. Transferência radiativa em nuvens.
6. Transferência de radiação na atmosfera. Revisão das leis básicas de absorção e emissão de radiação electromagnética. Conceitos de radiância e de irradiância. Transferência de radiação numa atmosfera não dispersiva: lei de Beer-Lambert e aplicações. Perfis de aquecimento radiativo. Transferência de radiação terrestre: lei de Schwarzchild. Dispersão de radiação: conceito de função de fase e regimes de dispersão. Lei geral da transferência radiativa. Modelo da atmosfera cinzenta. Perfis de equilíbrio radiativo e radiativo-convectivo.

Bibliografia
Bibliografia Principal:
Salby, 1996, Fundamentals of Atmospheric Physics, Academic Press.
Bibliografia Secundária:
Wallace and Hobbs, 1977, Atmospheric Science: An Introductory Survey. Academic Press.
Rogers and Yau, 1996, A short course in Cloud Physics, 3rd ed. Pergamon.
Iribarne and Godson, 1982, Atmospheric Thermodynamics.

Avaliação

Observações