CLIMATOLOGIA
CIRCULAÇÃO ATMOSFÉRICA
A circulação atmosférica global é resultado do ciclo diurno e sazonal do aquecimento desigual da superfície da Terra, devido à distribuição irregular das massas de terra, água e gelo.
O vento apresenta estruturas com aspecto de macroescala (escala global e continental), mesoescala (escala regional) e microescala (escala de proporções locais, com poucos quilômetros de extensão). O comportamento do vento na macroescala é influenciado pelo gradiente de insolação entre os polos e equador, e pelo efeito de rotação da Terra (Efeito Coriolis). A interação desses dois fenômenos resulta no vento geostrófico. Na mesoescala, o comportamento é modulado pela topografia e pela interação terra-mar. A topografia e a consequente variabilidade da temperatura geram os ventos catabáticos. Da interação terra-mar, decorre a brisa marítima. Na microescala, os fatores mais importantes são a variabilidade da cobertura vegetal, que influencia na velocidade do vento próxima à superfície, e a topografia local, que pode canalizar ou desviar o escoamento do vento.
Para o aproveitamento do recurso eólico, é necessário um estudo aprofundado do vento no local desejado. Além do comportamento horizontal, o vento também apresenta perfil de escoamento que varia com a altitude e o tempo. O conhecimento do perfil vertical do vento é muito importante para o desenvolvimento do projeto eólico, como pode ser visto na Figura 2.3. A camada do vento mais próxima à superfície apresenta velocidades mais baixas e turbulência mais alta, por estar em contato direto com os diferentes tipos de solo, topografia e obstruções (construções, vegetação alta, etc.). Com o aumento da altura, o atrito causado por esses elementos diminui e a velocidade do vento aumenta gradativamente. Esse aumento da velocidade com a altura caracteriza o conceito do “perfil de camada-limite”, função regida pela rugosidade local do terreno e pela estabilidade térmica vertical da atmosfera. Acima da camada limite, a circulação atmosférica é modulada por efeitos de meso e macroescala.
O comportamento do vento na escala temporal é caracterizado por variabilidades observadas em diferentes intervalos ou janelas de tempo, desde períodos inferiores a um minuto até períodos de muitos anos. O espectro de variação da energia do vento é mostrado na Figura 2.2, que apresenta o Diagrama de Van Der Hoven. No lado direito do gráfico, nota-se um pico referente à grande variabilidade no curto período de tempo (de segundos a poucos minutos), associado à alta intensidade de turbulência; movendo-se para a esquerda, existe uma faixa de baixa intensidade de variação no espectro que vai de alguns minutos a aproximadamente 5 horas; na sequência, observa-se o pico diurno de insolação no espectro de 12 horas e, por fim, outro pico de vários dias, associado a fenômenos de escala sinótica. A janela espectral de 10 minutos a algumas horas, por apresentar baixa variação na energia, é o melhor intervalo de tempo para se medir o vento para fins de avaliação do potencial eólico.
CLIMATOLOGIA
CIRCULAÇÃO ATMOSFÉRICA
A circulação atmosférica global é resultado do ciclo diurno e sazonal do aquecimento desigual da superfície da Terra, devido à distribuição irregular das massas de terra, água e gelo.
O vento apresenta estruturas com aspecto de macroescala (escala global e continental), mesoescala (escala regional) e microescala (escala de proporções locais, com poucos quilômetros de extensão). O comportamento do vento na macroescala é influenciado pelo gradiente de insolação entre os polos e equador, e pelo efeito de rotação da Terra (Efeito Coriolis). A interação desses dois fenômenos resulta no vento geostrófico. Na mesoescala, o comportamento é modulado pela topografia e pela interação terra-mar. A topografia e a consequente variabilidade da temperatura geram os ventos catabáticos. Da interação terra-mar, decorre a brisa marítima. Na microescala, os fatores mais importantes são a variabilidade da cobertura vegetal, que influencia na velocidade do vento próxima à superfície, e a topografia local, que pode canalizar ou desviar o escoamento do vento.
Para o aproveitamento do recurso eólico, é necessário um estudo aprofundado do vento no local desejado. Além do comportamento horizontal, o vento também apresenta perfil de escoamento que varia com a altitude e o tempo. O conhecimento do perfil vertical do vento é muito importante para o desenvolvimento do projeto eólico, como pode ser visto na Figura 2.3. A camada do vento mais próxima à superfície apresenta velocidades mais baixas e turbulência mais alta, por estar em contato direto com os diferentes tipos de solo, topografia e obstruções (construções, vegetação alta, etc.). Com o aumento da altura, o atrito causado por esses elementos diminui e a velocidade do vento aumenta gradativamente. Esse aumento da velocidade com a altura caracteriza o conceito do “perfil de camada-limite”, função regida pela rugosidade local do terreno e pela estabilidade térmica vertical da atmosfera. Acima da camada limite, a circulação atmosférica é modulada por efeitos de meso e macroescala.
O comportamento do vento na escala temporal é caracterizado por variabilidades observadas em diferentes intervalos ou janelas de tempo, desde períodos inferiores a um minuto até períodos de muitos anos. O espectro de variação da energia do vento é mostrado na Figura 2.2, que apresenta o Diagrama de Van Der Hoven. No lado direito do gráfico, nota-se um pico referente à grande variabilidade no curto período de tempo (de segundos a poucos minutos), associado à alta intensidade de turbulência; movendo-se para a esquerda, existe uma faixa de baixa intensidade de variação no espectro que vai de alguns minutos a aproximadamente 5 horas; na sequência, observa-se o pico diurno de insolação no espectro de 12 horas e, por fim, outro pico de vários dias, associado a fenômenos de escala sinótica. A janela espectral de 10 minutos a algumas horas, por apresentar baixa variação na energia, é o melhor intervalo de tempo para se medir o vento para fins de avaliação do potencial eólico.