Uma coluna de ar exerce peso na forma de pressão na superfície da terra. A altura do nível do mar é internacionalmente aceita como altura zero (0) para medir a pressão do ar. A medida que nos movemos para locais mais altos da superfície da terra, há uma diminuição na pressão atmosférica. A mudança gradual de pressão entre diferentes áreas é conhecida como gradiente de pressão.

É muito importante saber que, mesmo a uma altitude fixa, a pressão atmosférica sobre um lugar e em um determinado momento não permanece a mesma por muito tempo devido às variações diárias, e também durante as estações. Ou seja, a pressão em um certo lugar também varia ao longo do tempo.

Para se representar a pressão em um mapa, usam-se linhas para mostrar os locais com a mesma pressão. Essas linhas de mesma pressão são chamadas de isóbaras, e normalmente possuem um número desenhado em algum lugar delas, que indica o valor da pressão em milibares (unidade internacional de medição de pressão):

Sendo assim, tendo como exemplo a figura acima, podemos ver uma área de mesma pressão com um número 1024 milibares (mb), bem no meio da imagem. A medida que nos afastamos desta área, em direção à parte externa, vemos que existem linhas de mesma pressão (isóbaras) com valores menores. Assim, temos áreas com 1020 mb, depois 1016 mb, depois 1012 mb, e assim por diante.

Neste exemplo, então, a área com 1024 mb representa uma área de pressão mais alta, e cada vez que nos afastamos dessa área, a pressão tende a baixar gradualmente. Ou seja, existe um "gradiente" de pressão a medida que nos afastamos da área de alta pressão.

Quanto mais próximas as isóbaras estiverem umas das outras, maior será o gradiente de pressão; por exemplo, isóbaras amplamente espaçadas indicam um gradiente de pressão fraco, já isóbaras que estão muito próximas, indicam que o gradiente de pressão é alto, ou seja, a pressão vai cair rapidamente ao longo de uma distância pequena.

Como se pode ver na imagem acima, a pressão do ar não é distribuída igualmente na superfície. Como resultado, o ar sempre está tentando equilibrar essa diferença. O ar sempre se move da área de alta pressão em direção a área de baixa pressão. Devido à diferença de pressão, o ar sempre está se movendo de uma parte da terra para outra, esse movimento do ar é conhecido como vento. Veja o esquema abaixo:

O movimento do ar também pode acontecer no sentido vertical, e esse movimento é chamado de corrente de ar. Voltando ao mapa de pressão acima, a área de alta pressão não aparece por acaso, mas é o resultado de uma corrente de ar de cima para baixo, que faz com que o ar se acumule em uma certa região mais do que nas outras. O resultado é que a pressão neste lugar vai aumentar. O inverso acontece quando a pressão do ar está baixa, significando que naquela região a corrente de ar está subindo. Veja o esquema na figura abaixo:

Tanto os ventos como as correntes de ar compõem o sistema de circulação na atmosfera. Vamos tratar neste artigo especificamente da relação da pressão atmosférica com os ventos.

O vento tem certas características específicas, como segue: nas áreas de alta pressão o ar frio e denso se move em direção às áreas de baixa pressão, mas esse movimento não se dá em uma linha reta, e sim no formato circular, por causa de um efeito provocado pelo movimento de rotação do planeta Terra.

O ar, quando se afasta da área de alta pressão, se move no sentido anti-horário no hemisfério sul, mas no hemisfério norte se move no sentido horário (veja a figura acima). Já quando se aproxima de uma área de baixa pressão, o giro inverte de direção o ar se move no sentido horário no hemisfério sul e no sentido anti-horário no hemisfério norte. A figura acima mostra a circulação do vento no hemisfério norte, entre uma área de alta pressão, em direção a uma área de baixa pressão. O efeito da rotação do planeta Terra sobre os ventos é conhecido como Efeito de Coriolis.

Variações de pressão

A pressão reduz rapidamente quando o ar sobe a partir da superfície em direção a alta atmosfera e com a diminuição da densidade do ar. Mesmo com uma grande variação de pressão na vertical, não existem fortes correntes de ar verticais. Isso é possível devido à força gravitacional igual e oposta agindo sobre o ar.

Ao contrário do que acontece com o gradiente vertical de pressão, pequenos gradientes de pressão horizontal são altamente significativos em termos de direção e velocidade do vento. Na superfície podemos notar que as áreas de alta e baixa pressão forma linhas de pressão concêntricas ao seu redor; isso é conhecido como sistemas:

Um sistema de alta pressão é envolvido por uma ou mais isóbaras com a pressão mais alta no centro. O sistema de baixa pressão é envolvido por uma ou mais isóbaras com a pressão mais baixa no centro.  Os termos ALTA pressão e BAIXA pressão não indicam nenhum valor particular, mas são usados relativamente em comparação com os sistemas próximos.

No hemisfério norte ocorrem os maiores contrastes em suas distribuições de pressão, e o hemisfério sul, ao contrário, exibe padrões de pressão média muito mais simples. Essas diferenças estão amplamente relacionadas à distribuição desigual de terra e mar entre os dois hemisférios. As áreas oceânicas, que dominam o hemisfério sul, fazem com que as variações de pressão sejam muito mais uniformes do que nos continentes. 

Cinturões de pressão

Devido à variação da temperatura em diferentes latitudes e também por causa da rotação da Terra, várias zonas de pressão foram formadas na camada inferior da atmosfera, que são chamadas de cinturões de pressão.

Distribuição dos cinturões de pressão

• Cinturão equatorial de baixa pressão

• Cinturão subtropical de alta pressão

• Cinturão subpolar de baixa pressão

• Cinturão polar de alta pressão

Cinturão Equatorial de Baixa Pressão

O cinturão equatorial de baixa pressão fica na região do Equador, estendendo-se para o norte e para o sul. Este cinturão recebe raios solares praticamente verticais durante todo o ano. A pressão do ar é baixa nesta região, pois o ar em comparação com as áreas vizinhas é quente e leve. Além disso, essa região possui muitos corpos d'água. Como resultado, se formou essa área de baixa pressão, conhecida como Cinturão Equatorial de Baixa Pressão. Este cinturão também é conhecido com Zona de Calmaria (doldrums em inglês) e também é conhecido como Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) porque os ventos alísios se encontram (convergem) aqui. 

A circulação vertical ascendente (ar subindo) na região desse cinturão, faz com que se formem muitas tempestades devido ao ar muito úmido oriundo da grande quantidade de evaporação da água dos oceanos. Este ar, ao subir, cria nuvens de chuva, que evoluem para nuvens de tempestade. Sendo assim, a Zona de Convergência Intertropical é conhecida por suas tempestades, associadas ao vento muito fraco, quase parado.

Cinturão subtropical de alta pressão

Este cinturão se estende em média entre as latitudes 25° e 35°, tanto no hemisfério norte quanto no hemisfério sul. A existência desses cinturões de pressão se deve simplesmente ao fato de que o ar que subiu para a alta atmosfera na região do Equador é desviado para os pólos como resultado da rotação da Terra. Quanto mais o ar equatorial quente sobe, mais frio ele vai ficando. Nesse caso, o ar quente sobe continuamente, mas não pode descer na zona equatorial. Como resultado, o ar superior começa a se mover na direção dos polos. Desta forma, o ar frio e pesado superior começa a descer nessa região do cinturão subtropical de alta pressão. Assim, dois cinturões de alta pressão são formados, um no hemisfério norte e outro no hemisfério sul. Esses dois cinturões de pressão são conhecidos como Cinturões Subtropicais de Alta Pressão (um próximo ao Trópico de Câncer e o outro próximo ao Trópico de Capricórnio).

É nestes cinturões que normalmente se encontram as regiões de alta pressão quase estacionárias, conhecidos como anticiclones (eles têm características opostas aos ciclones). No oceano Atlântico Sul é comum encontrarmos um anticiclone estacionado entre o Brasil e a África que é conhecido como Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul (ASAS). São a partir destas áreas de alta pressão que partem os ventos alísios que sopram sobre as regiões tropicais do planeta.

Cinturão Sub Polar de Baixa Pressão

Estende-se entre 55° e 65° de latitude, nos hemisférios norte e sul. Esses cinturões não são induzidos pelo aquecimento do Sol, mas em vez disso, os ventos vindos dos subtrópicos convergem com os ventos vindos das regiões polares neste cinturão e sobem. O contraste de alta temperatura entre as regiões subtropicais, com as baixas temperaturas polares resulta em tempestades ciclônicas neste cinturão. No hemisfério sul, este cinturão de baixa pressão é mais comum devido ele estar posicionado praticamente sobre oceanos. Mas no hemisfério norte, existem grandes massas de terra ao longo da latitude 60° que são muito frias. Portanto, as pressões sobre essas massas de terra são mais altas. Assim, a continuidade desse cinturão é rompida no norte. Já no hemisfério sul, este cinturão também é conhecido como baixa subantártica. São nessas regiões onde normalmente aparecem as frentes frias, como veremos adiante.

Cinturão polar de alta pressão

Quando o vento nas camadas mais altas da atmosférica se aproxima dos dois pólos, ele fica muito frio e pesado devido  a estar nas regiões frias. Como resultado da baixa temperatura, o ar se comprime e sua densidade aumenta. Conseqüentemente, a alta pressão é encontrada aqui ao longo de todo o ano. Isso é mais acentuado na área terrestre do continente Antártico do que no oceano do Pólo Norte. No entanto, as duas correias de alta pressão se formaram nas duas regiões polares. Esses dois são conhecidos como Cinturões Polares de Alta Pressão. O vento de superfíicie desses dois cinturões de alta pressão se movem em direção aos cinturões subpolares de baixa pressão.

No encontro dessa massa polar fria, com os ventos de oeste quentes e úmidos que vem das regiões subtropicais, é que se formam as frentes frias, que então se deslocam em direção ao Equador.

Conclusão

A pressão atmosférica superficial tem uma relação muito estreita com o vento que sopra sobre a superfície do planeta. De fato, antes de existirem os mapas de vento, os meteorologistas usavam os mapas de pressão atmosférica para preverem os ventos de uma forma manual, e em seguida, usavam estes ventos previstos para preverem a altura das ondas, já que são os ventos superficiais que criam as ondas oceânicas.

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