climatologia

Climatologia e Meteorologia Geral

Eliana Queiroz de Godoi Santos

APRESENTAÇÃO

É com satisfação que a Unisa Digital oferece a você, aluno(a), esta apostila de Climatologia e Meteo-rologia Geral, parte integrante de um conjunto de materiais de pesquisa voltado ao aprendizado dinâmi-co e autônomo que a educação a distância exige. O principal objetivo desta apostila é propiciar aos(às) alunos(as) uma apresentação do conteúdo básico da disciplina.

A Unisa Digital oferece outras formas de solidificar seu aprendizado, por meio de recursos multidis-ciplinares, como chats, fóruns, aulas web, material de apoio e e-mail.

Para enriquecer o seu aprendizado, você ainda pode contar com a Biblioteca Virtual: www.unisa.br, a Biblioteca Central da Unisa, juntamente às bibliotecas setoriais, que fornecem acervo digital e impresso, bem como acesso a redes de informação e documentação.

Nesse contexto, os recursos disponíveis e necessários para apoiá-lo(a) no seu estudo são o suple-mento que a Unisa Digital oferece, tornando seu aprendizado eficiente e prazeroso, concorrendo para uma formação completa, na qual o conteúdo aprendido influencia sua vida profissional e pessoal.

A Unisa Digital é assim para você: Universidade a qualquer hora e em qualquer lugar!

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................... 5

1 CLIMATOLOGIA E METEOROLOGIA – DEFINIÇÕES ...................................................... 71.1 Tempo e Clima ..................................................................................................................................................................81.2 A Evolução do Conceito de Clima .............................................................................................................................91.3 Resumo do Capítulo .......................................................................................................................................................91.4 Atividades Propostas ...................................................................................................................................................10

2 A ATMOSFERA ....................................................................................................................................... 112.1 Origem e Composição da Atmosfera ....................................................................................................................112.2 Camadas da Atmosfera ..............................................................................................................................................122.3 Camada de Ozônio .......................................................................................................................................................132.4 Resumo do Capítulo ....................................................................................................................................................142.5 Atividades Propostas ...................................................................................................................................................14

3 RADIAÇÃO SOLAR E O BALANÇO DE ENERGIA ............................................................. 153.1 Processos de Interação entre a Superfície e a Atmosfera .............................................................................153.2 Balanço de Radiação ...................................................................................................................................................163.3 Resumo do Capítulo ....................................................................................................................................................193.4 Atividades Propostas ...................................................................................................................................................19

4 TEMPERATURAS ................................................................................................................................... 214.1 Escalas de Medida de Temperaturas .....................................................................................................................214.2 Variações Temporais e Espaciais da Temperatura ............................................................................................234.3 Resumo do Capítulo ....................................................................................................................................................234.4 Atividades Propostas ...................................................................................................................................................24

5 A INFLUÊNCIA DOS FATORES GEOGRÁFICOS NO CLIMA ...................................... 255.1 O Relevo e o Clima .......................................................................................................................................................255.2 A Latitude e o Clima.....................................................................................................................................................265.3 Maritimidade, Continentalidade e o Clima .........................................................................................................275.4 A Vegetação e o Clima ................................................................................................................................................285.5 Resumo do Capítulo ....................................................................................................................................................285.6 Atividades Propostas ...................................................................................................................................................28

6 A UMIDADE ATMOSFÉRICA E A FORMAÇÃO DE NUVENS E DAS CHUVAS .......... 296.1 O Ciclo Hidrológico e a Umidade do Ar ...............................................................................................................296.2 Nuvens ..............................................................................................................................................................................316.3 Chuvas ..............................................................................................................................................................................336.4 Resumo do Capítulo ....................................................................................................................................................346.5 Atividades Propostas ...................................................................................................................................................34

7 PRESSÃO ATMOSFÉRICA E CIRCULAÇÃO GERAL DA ATMOSFERA ................ 357.1 Variação da Pressão ...................................................................................................................................................... 377.2 Ventos e Circulação da Atmosfera .......................................................................................................................... 387.3 Resumo do Capítulo .................................................................................................................................................... 427.4 Atividades Propostas ................................................................................................................................................... 42

8 MASSAS DE AR E FRENTES ........................................................................................................... 438.1 As Frentes ........................................................................................................................................................................ 448.2 As Massas de Ar que Atuam no Brasil ................................................................................................................... 458.3 Resumo do Capítulo .................................................................................................................................................... 468.4 Atividades Propostas ................................................................................................................................................... 46

9 A TECNOLOGIA E O AVANÇO DOS ESTUDOS METEOROLÓGICOS .................. 479.1 Resumo do Capítulo .................................................................................................................................................... 509.2 Atividades Propostas ................................................................................................................................................... 51

10 CLASSIFICAÇÕES CLIMÁTICAS ................................................................................................ 53

10.1 Classificação de Köppen .......................................................................................................................................... 5410.2 Classificação de Strahler .......................................................................................................................................... 5510.3 Os Climas do Brasil ..................................................................................................................................................... 5710.4 Resumo do Capítulo ................................................................................................................................................. 5910.5 Atividades Propostas ................................................................................................................................................ 59

11 CLIMAS URBANOS .......................................................................................................................... 6111.1 Ilhas de Calor................................................................................................................................................................ 6211.2 Inversão Térmica ......................................................................................................................................................... 6211.3 Enchentes ...................................................................................................................................................................... 6311.4 Poluição do Ar ............................................................................................................................................................. 6311.5 Chuva Ácida ................................................................................................................................................................. 6411.6 Resumo do Capítulo ................................................................................................................................................. 6511.7 Atividades Propostas ................................................................................................................................................ 65

12 MUDANÇAS CLIMÁTICAS ........................................................................................................... 6712.1 Calamidades Meteorológicas ................................................................................................................................ 6812.2 Resumo do Capítulo ................................................................................................................................................. 7012.3 Atividades Propostas ................................................................................................................................................ 70

RESPOSTAS COMENTADAS DAS ATIVIDADES PROPOSTAS ..................................... 71

REFERÊNCIAS ............................................................................................................................................. 77

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INTRODUÇÃO

Caro(a) aluno(a),

O objetivo deste curso é fornecer subsídios para a compreensão da dinâmica atmosférica e da im-portância do tempo e do clima para a organização das atividades humanas.

Esta apostila contempla abordagens meteorológicas e climatológicas importantes para a com-preensão dos fenômenos atmosféricos decorrentes de interações entre a superfície terrestre e a atmos-fera.

Procuramos organizar os conteúdos de forma clara e objetiva, visando exemplificar os conceitos abordados e mostrando sua aplicabilidade em diferentes escalas: local, regional e global.

Para dar início às abordagens, buscamos definir o conceito de atmosfera, para que, partindo desse entendimento, todos os outros elementos que nela ocorrem (tais como umidade atmosférica, pressão atmosférica, formação de nuvens, chuvas, massas de ar, entre outros) fossem mais bem compreendidos.

Apresentamos, também, as classificações climáticas mais utilizadas atualmente, descrevendo os critérios utilizados na sua elaboração, e, ainda, como podem ser aproveitadas por meio dos mais variados objetivos.

Esperamos que este seja um importante instrumento de apoio ao estudo e à aprendizagem dos fenômenos climatológicos e meteorológicos e que você possa ampliar seus conhecimentos a partir dos assuntos aqui abordados.

Será um prazer acompanhá-lo(a) nesta jornada.



CLIMATOLOGIA E METEOROLOGIA – DEFINIÇÕES 1

Caro(a) aluno(a),

Este capítulo aborda a importância da Cli-matologia e da Meteorologia como ciências que se propõem a analisar os processos atmosféricos, bem como a evolução dos conceitos que envol-vem tais estudos. Vamos ver como essas ciências se desenvolveram?

Desde os tempos mais remotos, a humani-dade procurou ter conhecimentos da dinâmica da atmosfera terrestre, uma vez que teve consciência da importância dos fenômenos meteorológicos e das condições climáticas para a organização de suas atividades e para o próprio condicionamen-to da vida terrestre.

Os gregos foram os primeiros a registrar de forma mais direta o comportamento da atmosfe-ra terrestre. Tais registros tiveram como base as observações feitas dos lugares e as navegações pelo mar Mediterrâneo.

A partir disso, as ciências da atmosfera fo-ram evoluindo até os tempos atuais, criando os mais diversos instrumentos para medição e re-gistro de fenômenos, lançando satélites meteo-rológicos para monitoramento das condições at-mosféricas, entre outros, visando à obtenção de dados cada vez mais precisos. Exemplos: anos de 1940: utilização do radar meteorológico; anos de 1960: lançamento do primeiro satélite meteoro-lógico – TIROS.

Observe, a seguir, algumas imagens de ins-trumentos meteorológicos criados ao longo do tempo.

Figuras 1 e 2 – Meteorologistas na preparação e lançamento de radiossondas.

Fonte: http://www.noaa.gov.

http://www.noaa.gov



Figura 3 – Radar meteorológico de superfície.


Figura 4 – Fotografia do satélite TIROS.


A fundação da Organização Meteorológica Mundial (OMM), em 1950, estabeleceu uma rede mundial de informações, desenvolvendo pesqui-sas e monitoramentos contínuos do planeta Terra.

Na atualidade, houve difusão crescente de tecnologia, desenvolvimento da internet na troca de informações meteorológicas e aumento das aplicações da Climatologia e da Meteorologia nos trabalhos científicos realizados.

A Climatologia é a ciência que se dedica ao estudo do clima. Trata-se de um importante ramo da Geografia e parte integrante da Meteorologia. Situa-se entre as ciências humanas (Geografia) e as ciências naturais (Física – Meteorologia).

Pode-se dizer, portanto, que enquanto a Meteorologia está relacionada aos estudos físico e químico da atmosfera, bem como às interações entre eles, a Climatologia é voltada à espaciali-zação dos elementos e fenômenos atmosféricos e, dessa forma, tem como propósito analisar a interação entre a superfície, a sociedade e a natu-reza. Por meio do relacionamento das condições atmosféricas dos lugares, os seres humanos pas-sam a organizar seus espaços e suas atividades.

1.1 Tempo e Clima

O tempo atmosférico pode ser definido como o estado atual ou momentâneo da atmos-fera em um determinado lugar e instante, ca-racterizado por vários elementos: temperatura, umidade, ventos, radiação, precipitação etc. Con-siderada uma ciência de previsão dos fenômenos atmosféricos, a caracterização do tempo é realiza-da pela Meteorologia.

Já o clima é tido como a sucessão dos tipos de tempo, determinado em longo período e ca-racterizado de acordo com as interações entre o espaço geográfico e os elementos climáticos nele atuantes. Logo, é objeto de estudo da Climatolo-gia.

Entretanto, é importante salientar que os estudos climatológicos e meteorológicos intera-

gem entre si, pois ambas as ciências podem re-correr uma à outra para provar e dar significado aos seus estudos.

“O tempo e o clima podem, juntos, ser con-siderados como uma conseqüência e uma de-monstração da ação dos processos complexos na atmosfera, nos oceanos e na Terra.” (AYOADE, 1998, p. 3).

http://www.noaa.gov

http://www.noaa.gov



O conceito de clima, em Climatologia, vem sofrendo alterações no decorrer do tempo de acordo com vários autores:

�� Hann (1882): “Clima é o conjunto de fenômenos meteorológicos que carac-terizam o estado médio da atmosfera sobre um ponto de superfície terrestre.”

�� Koppen (1906): “Clima é o estado médio e o processo ordinário do tempo em um lugar determinado, tendo em con-ta que o tempo muda, porém o clima se mantém constante” – definição que considera implicitamente o dinamismo das situações atmosféricas.

�� Sorre (1934): “Clima é o ambiente at-mosférico constituído pela série de estados da atmosfera em um determi-nado lugar e sua sucessão habitual” – definição que admite que tais estados atmosféricos variam com o tempo e com um certo ritmo.

1.2 A Evolução do Conceito de Clima

Em 1959, a OMM define: “Clima é o conjunto flutuante das condições atmosféricas caracteriza-das pelos estados e evolução do tempo no curso de um período suficientemente longo” (períodos de 30 anos – Normal Climatológica; exemplo: 1951-1980), para um domínio espacial determi-nado.

Saiba maisSaiba mais

A palavra “clima” deriva do grego e significa incli-nação. Refere-se à inclinação do planeta Terra, a qual condiciona em grande parte os climas ter-restres.

1.3 Resumo do Capítulo

Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, vimos os conceitos de tempo, que indica as condições momentâneas da atmosfera, e de clima, que se refere a sucessivos tipos de tempo analisados em longo período.

Abordamos também as definições de Climatologia, como a ciência que estuda o clima e o relaciona com as paisagens terrestres e com as atividades humanas, e de Meteorologia, uma ciência que estuda a dinâmica física e química da atmosfera. Embora com focos de estudos diferentes, ambas se relacionam entre si.

Acompanhamos, ainda, a evolução do conceito de clima partindo de alguns cientistas, tais como Hann, Koppen e Sorre, até a OMM defini-lo como “o conjunto flutuante das condições atmosféricas carac-terizadas pelos estados e evolução do tempo no curso de um período suficientemente longo”.

Vamos, agora, avaliar sua aprendizagem.



1. Qual é a diferença entre os conceitos de tempo e clima?

2. Aponte as diferenças e semelhanças entre a Meteorologia e a Climatologia.

3. Quais foram os avanços na evolução do conceito de clima?

1.4 Atividades Propostas


Caro(a) aluno(a),

O objetivo deste capítulo é compreender o que é atmosfera e quais são as camadas pelas quais é composta. Tal compreensão é de extrema importância para entender os fenômenos climáti-cos que nela ocorrem. Vamos começar!

A ATMOSFERA2

2.1 Origem e Composição da Atmosfera

A atmosfera primitiva era formada basica-mente de hidrogênio. Posteriormente, juntaram--se outros gases emitidos por materiais e subs-tâncias do interior do planeta (por exemplo, o dióxido de carbono produzido pelos vulcões) e o próprio oxigênio, cuja origem está ligada à ação da radiação solar sobre o vapor d’água e ao pro-cesso da fotossíntese.

A composição da atmosfera e sua estrutura vertical possibilitaram o desenvolvimento da vida no planeta. Sua composição abaixo de 25 km é:

�� 78,08% de Nitrogênio (N2), que atua como suporte dos demais componen-tes, de vital importância para os seres vivos – fixado no solo pela ação de bac-térias e outros microrganismos, é absor-vido pelas plantas, na forma de proteí-nas vegetais;

�� 20,94% do volume da atmosfera de Oxigênio (O2) – sua estrutura molecu-lar varia conforme a altitude em relação ao solo e é responsável pelos processos respiratórios dos seres vivos;

�� 0,93% de Argônio (Ar);

�� 0,035% de Dióxido de carbono (CO2), podendo ser variável;

�� 0,0018% de Hélio (He);

�� 0,00006% de Ozônio (O3);

�� 0,00005% de Hidrogênio (H);

�� além de indícios de Criptônio (Kr), Me-tano (CH4), Xenônio (Xe).

O primeiro papel da atmosfera no clima é o de efeito térmico regulador, além de proteger o planeta contra meteoritos. Na hipótese de sua ausência, a temperatura diária oscilaria entre 110 °C durante dia e -185 °C durante a noite.



A atmosfera é composta por várias cama-das: troposfera, tropopausa, estratosfera, ionosfe-ra, ou termosfera, exosfera e magnetosfera.

2.2 Camadas da Atmosfera

Figura 5 – Camadas da atmosfera.

Fonte: http://gaea-habitat.blogspot.com.br/2010_11_01_archive.html.

A porção mais importante sob o ponto de vista meteorológico não atinge 20 km de altitu-de, o que representa apenas 0,3% do raio do pla-neta. Por essa razão, há grande preocupação em preservá-la.

A troposfera é a camada mais próxima da superfície terrestre, e sua altura varia, conforme a latitude:

�� 7 a 9 km nos polos;

�� 13 a 15 km nas latitudes temperadas;

�� 17 a 19 km no Equador.

A maior incidência de radiação solar nas faixas de baixas latitudes, próximas ao Equador, faz as moléculas de ar serem mais expandidas e

http://gaea-habitat.blogspot.com.br/2010_11_01_archive.html



a altura da troposfera ser maior, e, em direção aos polos, com temperaturas cada vez menores, a tro-posfera torna-se cada vez menor.

Grande parte dos fenômenos meteorológi-cos ocorre na troposfera, devido ao alto teor de vapor d’água, à existência dos núcleos de con-densação, ou higroscópios (areia, poeira, sal, fuli-gem, polens, bactérias etc.), e ao aquecimento ou resfriamento por radiação. Essa camada concen-tra cerca de 75% do ar atmosférico. A temperatura decresce com a altitude, da ordem de, aproxima-damente, 0,65 °C/100 m (gradiente térmico ver-tical).

A tropopausa, por sua vez, é a camada que separa a parte superior da troposfera da estratos-fera; apresenta cerca de 3 a 5 km de espessura e, da mesma forma que a troposfera, é mais alta na área do Equador do que em direção aos polos. A principal característica da tropopausa é a isoter-mia, ou seja, seu gradiente térmico vertical é iso-térmico, com a temperatura praticamente invariá-vel na vertical, com -56,5 °C.

A estratosfera é a camada seguinte da at-mosfera, atingindo cerca de até 70 km de altitu-de. A principal característica dessa camada é o aumento da temperatura com a altitude (inversão térmica). Entre 20 e 50 km de altitude, verifica-se a ozonosfera, ou camada de ozônio, que atua como um filtro, protegendo a Terra contra a radiação ul-travioleta.

A ionosfera, ou termosfera, é uma camada eletrizada, que vai de 70 km até cerca de 400 a 500 km de altitude. A ionização da camada ocorre pela absorção dos raios gama, raios X e ultraviole-ta do Sol. Essa camada auxilia na propagação das ondas de rádio.

A exosfera tem seu topo a aproximada-mente 1.000 km de altitude, com a mudança da atmosfera terrestre para o espaço interplanetário; essa camada também é muito ionizada, porém, o ar é muito rarefeito, impossibilitando a filtragem de radiação solar.

A magnetosfera é o próprio espaço inter-planetário, cujo limite fica em torno de 60.000 a 100.000 km da Terra.

2.3 Camada de Ozônio

A camada de ozônio corresponde à região da atmosfera onde há maior concentração de moléculas de ozônio – cerca de 10 ppmv (partes por milhão em volume).

O ozônio é um gás formado a partir do rom-pimento das moléculas de oxigênio por emissão de radiação ultravioleta (UV) e posterior combina-ção com outras moléculas de oxigênio: molécula de O2 dividida em O – O; posteriormente, junta--se a outra molécula de O2 e forma O3 (O + O2).

Essa camada absorve parte da radiação ultravioleta do Sol nociva à vida. Por causa des-sa função, o ozônio na estratosfera é considera-do “ozônio bom”. Já o ozônio na troposfera, que é formado pelos poluentes, é considerado “mau ozônio”, pois causa problemas respiratórios, des-trói plantas e tecidos.

Cientistas consideram que a destruição dessa camada ocorre pelo aquecimento global decorrente principalmente da emissão ao ar at-mosférico de gases do tipo clorofluorcarbonetos (CFCs).


Gases CFCs: chamados de clorofluorcarbonetos, ou clorofluorcarbonos, são compostos que pos-suem os átomos de Cloro (Cl) e Flúor (F) ligados a cadeias carbônicas (C).



A destruição da camada de ozônio aumenta a quantidade de radiação ultravioleta que chega à superfície do planeta à medida que o ozônio to-tal diminui, uma vez que essa camada seria a res-ponsável pela absorção dos raios UV.

Medições por instrumentos de superfície e estimativas feitas com dados de satélite têm con-

firmado que a radiação UV de superfície aumen-tou nas regiões nas quais se observa a diminuição da camada de ozônio.

Estudos comprovam que a maior incidência de raios UV interfere nos seres vivos de modo ge-ral, inclusive em seres humanos, podendo provo-car câncer de pele.


Caro(a) aluno(a),

Vimos, neste capítulo, a composição da atmosfera terrestre, as suas camadas constituintes: tropos-fera, estratosfera, ionosfera, ou mesosfera, exosfera e magnetosfera.

Compreendemos, a partir disso, que a troposfera é a camada mais importante para a existência da vida na Terra, pois concentra os componentes do ar atmosférico que a condicionam. É nessa camada que ocorrem os fenômenos atmosféricos, devido ao alto teor de vapor d’água, à existência dos núcleos de condensação, ou higroscópios (areia, poeira, sal, fuligem, polens, bactérias etc.), e ao aquecimento ou resfriamento por radiação.

Identificamos, ainda, a importância da camada de ozônio para a proteção contra os raios UV emi-tidos pela radiação solar. O gás ozônio é nocivo na troposfera, mas na estratosfera é um bom atuante contra os raios UV.



1. Qual é a composição da atmosfera abaixo dos 25 km?

2. Quais são as camadas que compõem a atmosfera?

3. Qual é a importância da camada de ozônio?


Caro(a) aluno(a),

Este capítulo apresenta como ocorre a interação entre a superfície terrestre e os fenôme-nos atmosféricos, os processos que envolvem o balanço da energia decorrente dessa interação e a definição de efeito estufa.

RADIAÇÃO SOLAR E O BALANÇO DE ENERGIA3

3.1 Processos de Interação entre a Superfície e a Atmosfera

Os fenômenos atmosféricos que ocorrem na troposfera, camada da atmosfera mais próxima da Terra, são resultantes dos processos de trans-ferência, armazenamento e transformação de energia e matéria. Assim, chamamos de Sistema Superfície-Atmosfera (SSA), ou Sistema Terra--Atmosfera (STA), o local onde ocorrem as inte-rações entre a superfície terrestre e a atmosfera, correspondendo a uma zona de interface entre esses dois elementos. Todas as interações de seus componentes controlam os fluxos de energia e matéria que nele ocorrem.

Os fenômenos que ocorrem no Sistema Superfície-Atmosfera iniciam-se a partir da entra-da da radiação solar no topo da atmosfera, que corresponde a aproximadamente 2 cal/cm²/min, ou a 1 ly (Langsley), constituindo-se, portanto, no total de energia disponível = 100% a atravessar suas camadas.

A energia gerada pelo Sol é chamada de ra-diação, pois ela se propaga sem necessidade da presença de um meio material. A radiação solar corresponde à emissão de energia sob a forma de ondas eletromagnéticas que se propagam à velo-cidade da luz.

Segundo a Lei de Wien, o comprimento de onda dominante de uma emissão é inversamente proporcional à sua temperatura absoluta. Assim, o Sol, corpo considerado quente, emite predo-minantemente em ondas curtas, e a Terra, corpo considerado frio, em ondas longas.


Lei de Wien: foi formulada por Wilhelm Wien (1864-1928). Segundo ele, é possível estimar a temperatura de uma fonte a partir do conheci-mento de seu espectro de emissão. Essa lei expli-ca que a radiação solar é concentrada nas partes visível e infravermelho próximo, enquanto a ra-diação emitida pela Terra e por sua atmosfera é principalmente confinada ao infravermelho. De acordo com Wien, quanto mais quente o corpo radiante, menor é o comprimento de onda da máxima radiação.



O Sol emite radiação praticamente em to-dos os comprimentos de onda, dentro do es-pectro eletromagnético, mostrado na Figura 6, embora 99% esteja entre 0,2 e 4 micra (milésima parte do milímetro):

�� Luz visível ou radiação visível entre 0,36 e 0,74 micra

�� UV (ultravioleta) < 0,36 micra

�� IV (infravermelho) > 0,74 micra

Figura 6 – Esquema do espectro eletromagnético.

Fonte: http://www.vision.ime.usp.br/~ronaldo/mac0417-03/aula_02.html.

Balanço de radiação corresponde à dife-rença entre a quantidade de radiação que é ab-sorvida e emitida por um determinado corpo ou superfície. Pode-se dizer que esse balanço gera um equilíbrio energético da temperatura da su-perfície terrestre, pois considera a razão entre a radiação incidente e a radiação refletida.

Além da radiação, outros processos tam-bém são considerados importantes para o aque-cimento do ar na atmosfera e para o balanço ener-gético. São eles: condução, convecção, advecção e condensação. São os responsáveis pelo fluxo da energia do Sistema Superfície-Atmosfera.

A condução refere-se à transferência de calor por contato entre as moléculas de dois ele-mentos com temperaturas diferentes, sendo que

3.2 Balanço de Radiação

o mais quente cede calor para o mais frio até che-garem ao equilíbrio térmico, ou seja, ambos pas-sam a ter a mesma temperatura.

A convecção consiste na transferência de calor por meio de movimentos verticais do ar, com a formação de correntes ascendentes e des-cendentes, denominadas “correntes convectivas”. Por exemplo, em um dia de verão, a radiação solar aquece a superfície de uma região, e o ar na ca-mada inferior da troposfera torna-se mais quen-te e consequentemente mais leve; logo, ascende para níveis mais elevados, e essa ascensão é com-pensada por um movimento descendente de ar frio, gerando, assim, a troca vertical de energia em diferentes níveis da troposfera.

http://www.vision.ime.usp.br/~ronaldo/mac0417-03/aula_02.html



A advecção corresponde à transferência de calor por meio dos movimentos horizontais do ar. Esses movimentos podem ser consequência das diferenças de pressão entre determinadas áreas; os ventos deslocam grandes massas de ar com determinadas características térmicas, transferin-do-as a outros lugares.

A condensação refere-se à transferência da energia absorvida da superfície terrestre, por meio da evaporação da água, para o ar atmosfé-rico, transformando o calor latente em calor sen-sível.

Entre todos esses processos, a radiação é tida como o principal modo de propagação de energia, tendo em vista que é por meio dela que a energia do Sol chega à Terra.

A energia solar, ao penetrar na atmosfera, é parcialmente absorvida por constituintes do ar (O3, CO2, vapor d’água etc.), sofrendo uma ate-nuação. A energia solar absorvida pela superfície da Terra provoca seu aquecimento. A superfície aquecida passa a irradiar calor; uma parte é absor-vida por nuvens e por partículas em suspensão, e outra é devolvida à superfície, constituindo-se no efeito estufa.

O efeito estufa é intensificado a partir da poluição atmosférica e tende a tornar a Terra mais aquecida que os níveis considerados normais, tal como observamos na figura a seguir.

Figura 7 – Efeito estufa.

Fonte: http://msalx.almanaque.abril.com.br/.

http://msalx.almanaque.abril.com.br/2013/03/25/1232/5Daaf/aquecimento-global-grafico-01.jpeg?1364225667



A radiação solar incidente em um ponto da superfície da Terra pode vir diretamente do Sol; nesse caso, é chamada de radiação direta. Pode decorrer, também, da reflexão causada por nu-vens, poeiras, gases etc., encontrados na atmosfe-ra, em uma ação de espalhamento desta, ocasio-nando a radiação difusa.

Chama-se radiação global a soma da con-tribuição direta com a difusa em um determinado ponto da superfície.

Verifica-se o máximo de radiação difusa na região equatorial (ocorrência de muitas nuvens), enquanto a radiação direta é máxima entre 20º e 30º de latitude (norte e sul) – regiões desérticas, com menor nebulosidade.

Radiação líquida é a diferença entre a ener-gia recebida e a que é refletida; é justamente essa energia resultante que vai ativar os fenômenos meteorológicos como os nevoeiros, as nuvens e as precipitações.

O albedo, por sua vez, é a relação entre o total de energia refletida e o total da energia que incide sobre uma superfície. O albedo médio da Terra é 0,35 (35%).

Figura 8 – Balanço de radiação solar.

Fonte: http://amorameioambiente.pbworks.com/w/page/12658376/%20%20GALERIA%20DE%20FOTOS.

http://amorameioambiente.pbworks.com/w/page/12658376/ GALERIA DE FOTOS



Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, compreendemos como ocorre a interação entre a superfície terrestre e a atmosfera, em um sistema chamado Sistema Superfície-Atmosfera, local onde ocorrem os fenômenos meteoroló-gicos.

Identificamos também os processos de condução, convecção, advecção, condensação e radiação como importantes para o fluxo de energia no SSA, este último sendo considerado o mais importante e o principal meio de propagação de energia na superfície terrestre.

Por meio da radiação solar e de sua reflexão através de elementos da atmosfera e da superfície, ocorre o efeito estufa, um fenômeno natural e importante para a manutenção da vida na Terra; porém, intensificado pela poluição atmosférica, pode gerar aquecimento acima dos níveis normais.

Verificamos, ainda, que há diferentes tipos de radiação: direta, difusa, global e líquida. O albedo, por fim, é a razão entre o total de energia refletida e o total da energia que incide sobre a superfície.




1. O que é Sistema Superfície-Atmosfera?

2. Quais processos são responsáveis pelo aquecimento do ar e pelo fluxo de energia no Sistema Superfície-Atmosfera?

3. O que é radiação solar? De quais formas a radiação solar chega até a superfície?


Caro(a) aluno(a),

Nosso objetivo neste capítulo é definir o conceito de temperatura e, ainda, apresentar as diferentes escalas utilizadas para a medição do calor.

A temperatura pode ser definida como o grau de calor de uma substância ou a medida da energia de movimento das moléculas: um corpo quente consiste de moléculas movimentando-se rapidamente, já no frio ocorre o contrário.

TEMPERATURAS4

A temperatura é um fator extremamente importante para os seres vivos, pois determina as condições ambientais e estabelece o grau de conforto. O calor sensível, por sua vez, é a ener-gia medida por um termômetro ou sentida pelo toque das mãos. Não inclui a energia envolvida no processo de evaporação: calor latente, que vai auxiliar na formação de nuvens e chuvas, por exemplo.

A temperatura de um corpo reflete o grau de calor medido por um termômetro. Os termô-metros são responsáveis pelas medições da tem-peratura do ar, e os termógrafos, pelos registros. As Figuras 9 e 10 mostram os instrumentos utili-zados para medição e registro da temperatura do ar.

4.1 Escalas de Medida de Temperaturas

Figura 9 – Termômetros de máxima (acima) e mínima (abaixo).

Fonte: http://www.esac.pt/estacao/instrumentos.htm.

http://www.esac.pt/estacao/instrumentos.htm



Figura 10 – Termógrafo.

Fonte: http://www.meteochile.cl.

O aumento ou diminuição da temperatura faz o líquido contido no interior dos termômetros (mercúrio ou álcool) expandir-se ou retrair-se, dando uma indicação numérica em uma determi-nada escala.

As escalas termométricas mais utilizadas para a medição do ar atmosférico são: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Na maioria dos países, a es-cala Celsius, ou Centígrada, é a mais utilizada para expressar as temperaturas registradas, e a escala Kelvin, ou absoluta, é usada em algumas aplica-ções.

A escala Celsius (°C) tem como base o zero grau (0 °C), correspondendo à temperatura de so-lidificação da água, e cem graus (100 °C), corres-pondendo à sua ebulição.


Anders Celsius: astrônomo sueco (1701-1744).

Na escala Fahrenheit (ºF), o zero °C corres-ponde a 32 ºF, e o 100 °C, a 212 ºF. Para converter °C em ºF, emprega-se a seguinte fórmula: °C /5 = ºF -32/9.


Daniel Gabriel Fahrenheit: físico alemão (1686-1736).

Na escala Kelvin (K), por sua vez, o zero °C corresponde a -273 °C, ou zero absoluto. Portan-to, para a conversão da escala Celsius à escala Kel-vin, basta acrescentar 273 a ela. Em caso contrá-rio, basta subtrair 273. Exemplo: uma escala 28 °C equivale a 301 K (28 + 273).


Willian Thomson (Lord Kelvin): físico e matemáti-co irlandês (1824-1907).



A temperatura do ar varia de acordo com o lugar e com o decorrer do tempo.

No que concerne aos termos temporais, os valores podem variar em tempo instantâneo, re-fletindo o calor presente no ar naquele momento; tempo real, referindo-se à temperatura instantâ-nea no momento presente; e valores médios, os quais consideram médias estatísticas de um determinado espaço temporal – por exemplo, o valor médio da temperatura de determinado mês foi 31,5 °C. Esses valores podem ter como base as temperaturas registradas em um dia, uma se-mana, um mês, um ano etc.; valores máximos e mínimos, que correspondem, respectivamente, ao maior e ao menor valor registrado no período considerado, ou seja, a temperatura máxima ou mínima diária, semanal, mensal, sazonal, anual ou decenal. A razão entre a temperatura máxima e a temperatura mínima é definida como amplitude térmica, ou seja, o grau de variação da tempera-tura no período considerado. Valores normais referem-se às médias de temperaturas ao longo de 30 anos e são comumente utilizados como re-ferência para caracterização térmica dos climas.

Já a variação espacial da temperatura é de-corrente de fatores condicionados pela diferente intensidade de radiação solar ocasionada pela inclinação terrestre e o movimento de translação da Terra.

4.2 Variações Temporais e Espaciais da Temperatura

A região que mais recebe energia solar du-rante o ano é a localizada entre as latitudes de 23º N e 23º S (zona intertropical), e dentro desta exis-te uma região mais aquecida – equador térmico, cuja posição média é 5º N, variando em latitude de acordo com a estação do ano.

Os valores máximos de temperatura ten-dem a ocorrer, portanto, nas latitudes próximas de zero, decrescendo, progressivamente, na ra-zão inversa da latitude. Entretanto, é importante considerar que alguns fatores introduzem modi-ficações nessa regra: distribuição de terras e água (por exemplo: 4/5 do hemisfério sul são ocupados por oceanos) e correntes marítimas, que provo-cam dissimetrias térmicas e pluviométricas no sentido leste-oeste.

A amplitude térmica média anual aumenta do Equador em direção aos polos.

A altitude também é muito importante, de-vido ao gradiente térmico vertical; dois locais pró-ximos podem ter grande variação de temperatura em função de distintos valores topográficos.

A variação da temperatura do ar depende, portanto, do saldo de energia solar incidente em determinado local, bem como da complexidade dos fatores geográficos condicionantes: latitude, altitude, continentalidade, maritimidade etc.


Caro(a) aluno(a),

Este capítulo pautou-se em apresentar a definição de temperatura como a medida do grau de calor de determinado corpo ou superfície.

Vimos que as principais escalas de medição da temperatura são Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

Compreendemos também que as temperaturas podem variar de modo temporal, podendo ser consideradas em tempo instantâneo, tempo real, valores médios, máximos, mínimos e valores normais.



Já a variação espacial consiste na localidade latitudinal dos lugares, bem como na intensidade da radia-ção solar absorvida e, ainda, na interação com os aspectos geográficos locais, como a altitude, a conti-nentalidade, maritimidade etc.



1. Quais são as escalas de temperatura mais utilizadas?

2. Em determinado dia, em São Paulo, a temperatura ambiente foi igual à de Londres. Sabendo que, nesse dia, a temperatura de Londres foi 50 ºF, a temperatura de São Paulo foi:

a) 10 °C.

b) 20 °C.

c) 25 °C.

d) 28 °C.

e) 32 °C.

3. De quais maneiras a temperatura do ar pode variar?


Caro(a) aluno(a),

Este capítulo objetiva apresentar os fatores geográficos que influenciam o clima, caracteri-zando-os, para sua melhor compreensão.

A dinâmica do clima apresenta diferenças locais das temperaturas, as quais são condiciona-das por características geográficas regionais.

A INFLUÊNCIA DOS FATORES GEOGRÁFICOS NO CLIMA5

Os principais fatores que influenciam o cli-ma são: relevo, latitude, continentalidade, mariti-midade e vegetação.

Vamos caracterizar cada um deles.

5.1 O Relevo e o Clima

A diversidade de características climáticas de determinado local pode ser consequência do relevo, no que se refere a altitude, forma/posição e orientação de suas vertentes.

A posição de determinada forma do relevo pode favorecer ou dificultar os fluxos de umidade e de calor. Áreas montanhosas, por exemplo, po-dem se configurar como barreiras que impedem a movimentação das massas de ar.

Em geral, tem-se alteração de trajetória ho-rizontal de macroescala, especialmente até 5.000 m de altitude.

A altitude é também um fator alteração da temperatura regional. As temperaturas decres-cem à medida que as altitudes tornam-se maio-res.

A orientação do relevo pode condicionar, ainda, as áreas que receberão maior ou menor ra-diação solar, dependendo de sua posição latitudi-nal. O relevo, nesse caso, causa um efeito de freio, exposição e iluminação.

O relevo também pode contribuir para a al-teração da trajetória vertical em mesoescala e em

escala local, produzindo ventos catabáticos (ven-tos noturnos que descendem as encostas das co-linas) e anabáticos (ventos diurnos que sobem as encostas das colinas), redução da temperatura e da pressão, formação de inversões térmicas, au-mento da umidade relativa, da nebulosidade e da precipitação.

As montanhas situadas nas latitudes tropi-cais, próximas à linha de costa, na fachada orien-tal dos continentes, produzem as áreas mais chu-vosas do globo.




A latitude é a distância de qualquer ponto da superfície em relação ao Equador. É medida em graus por meio de linhas imaginárias horizontais. Pode variar de 0 a 90º para o norte ou para o sul.

Considera-se a latitude um importante fator climático, pois indica as diferenças na distribuição da radiação solar a partir de faixas climáticas.

5.2 A Latitude e o Clima

A distribuição dos climas por faixas de la-titude é denominada “zonalidade climática”, e a recorrência anual dos fenômenos do clima é co-nhecida por “sazonalidade”.

Essa distribuição resulta da inclinação do eixo de rotação da Terra de forma eclíptica em torno do Sol (movimento de translação), que limi-ta a intensidade de energia entre os Trópicos de Câncer e Capricórnio, como podemos verificar na Figura 11.

Figura 11 – Zonas térmicas da Terra.

Fonte: http://geografiam.wordpress.com/2011/02/16/clima-e-vegetacao-mundial/.

A energia que atua na faixa intertropical é cinco vezes maior do que nas regiões situadas além de 60º (norte ou sul). O fluxo de calor laten-te nos oceanos tropicais é três vezes maior que o do restante do planeta, e aí estão apenas 24%

das terras emersas. Nessa faixa, o volume de água evaporada é 10 vezes maior que o das outras lati-tudes, pois as temperaturas médias são mais ele-vadas.

http://geografiam.wordpress.com/2011/02/16/clima-e-vegetacao-mundial/




Os principais movimentos realizados pelo nosso planeta são: rotação e translação.

Rotação é o giro da Terra em torno de seu pró-prio eixo, com duração de 23 horas, 56 minutos e 4 segundos, valor arredondado para 24 horas. Tem como consequência a sucessão dos dias e das noites, distribuindo a radiação solar de leste a oeste.

Translação é o movimento da Terra em torno do Sol. Tem a duração de 365 dias, 6 horas e 9 minu-tos, arredondados para 365 dias (ano civil), sen-do que a cada quatro anos as horas que sobram acrescentam um dia a mais no calendário (ano bissexto).

As diferentes posições do planeta em ra-zão de seu movimento de translação geram dife-renças de intensidade de radiação solar nos dois hemisférios do planeta Terra, resultando em esta-ções do ano inversas nos dois polos, norte e sul; ou seja, enquanto no hemisfério norte for inver-no, no hemisfério sul será verão.

Além do clima, a zonalidade e a sazonali-dade têm consequências para a distribuição da água no planeta, dos grandes biomas e para as formas de relevo.

5.3 Maritimidade, Continentalidade e o Clima

A maritimidade é caracterizada pela proxi-midade de determinado lugar em relação ao mar; traduz o efeito do oceano, que atua como regula-dor térmico.

Já a continentalidade expressa a distância de determinada área em relação às grandes mas-sas líquidas da Terra. Por essa razão, de forma con-trária à maritimidade, tende a apresentar rápido aquecimento ou resfriamento e, consequente-mente, altas amplitudes térmicas, além de menor umidade do ar.

Os oceanos funcionam como um grande depósito de calor (ocupam 73% da superfície do globo), e sua proximidade atenua a amplitude térmica anual. O calor específico da água equivale a 6/10 da terra, ou seja, uma mesma quantidade de energia eleva a temperatura da água de 6 °C, e, a da terra, de 10 °C.

O ativo dinamismo das águas oceânicas permite armazenar grande quantidade de calor em espessuras consideráveis. Estima-se que a temperatura média dos oceanos é 3 °C maior que a temperatura média global.

Por terem maior capacidade de absorção e retenção de calor, proveniente da radiação solar,

os oceanos desempenham importante efeito re-gulador, atenuando as amplitudes térmicas.

A intensa evaporação e a condensação transferem energia e umidade do oceano para a atmosfera, aumentando a retenção do calor junto à superfície, produzindo o efeito estufa.

A umidade da atmosfera oceânica trans-fere-se para os continentes, onde vão produzir chuvas, retornando aos oceanos, pelos rios (ciclo hidrológico).

Os oceanos interferem na formação das massas de ar e em suas trajetórias, bem como nos ventos de macroescala, como os alísios, que tam-bém são bem caracterizados sobre os oceanos.

Os ventos costeiros de escala local, chama-dos de “brisas”, resultam dos contrastes entre o continente e o oceano.



A cobertura vegetal desempenha um im-portante papel regulador de temperatura e de umidade, devido à sua capacidade de absorver radiação solar e de intensificar a evaporação me-diante sua transpiração (evapotranspiração). Fa-vorece temperaturas mais amenas e maior umi-dade atmosférica.

A estreita relação entre clima e vegetação evidencia-se pela coincidência entre as diferen-ças nas temperaturas entre lugares florestados

5.4 A Vegetação e o Clima

em relação aos lugares onde a cobertura vegetal foi removida (áreas urbanas).

Os troncos e os galhos das árvores servem como barreiras à radiação, diminuindo a disponi-bilidade de energia para aquecer a superfície e o ar. A matéria orgânica formada pelas folhas e pe-los frutos sob o solo diminui o impacto da chuva sobre ele, aumentando a eficiência dos processos de infiltração, contribuindo com a umidade e com temperaturas mais frias.


Caro(a) aluno(a),

Compreendemos, neste capítulo, os fatores geográficos do clima: latitude, relevo, continentalida-de, maritimidade e vegetação, apresentando-os como importantes aspectos de interferência nas carac-terísticas climáticas dos lugares.

O relevo relaciona-se com o clima, visto que sua posição, a orientação das vertentes ou a altitude podem interferir na quantidade de radiação absorvida. A latitude define as zonas climáticas do planeta Terra, sendo que a quantidade de radiação é maior na região entre os trópicos, denominada zona inter-tropical.

A maritimidade define a proximidade de um dado local em relação ao oceano, ao contrário da continentalidade, que se refere à distância. Os oceanos desempenham um importante papel regulador térmico, transferindo sua umidade para a atmosfera e para as superfícies próximas; o interior dos conti-nentes, porém, por não ter essa influência, apresenta maior amplitude térmica.

A vegetação também é importante, na medida em que mantém a umidade do ar e ameniza as temperaturas.



1. Qual a diferença entre maritimidade e continentalidade?

2. De que maneira a vegetação influencia no clima?

3. Qual é a relação entre latitude e clima?


Caro(a) aluno(a),

Propõe-se, neste capítulo, a compreensão da umidade atmosférica e de como ela, junto a outros processos, auxilia na formação das nuvens e das chuvas.

A UMIDADE ATMOSFÉRICA E A FORMAÇÃO DE NUVENS E DAS CHUVAS6

6.1 O Ciclo Hidrológico e a Umidade do Ar

A umidade atmosférica, ou umidade do ar, é o teor de vapor d’água presente na atmos-fera. Os oceanos, os lagos, os pântanos, o solo úmido e a vegetação são as principais fontes de umidade.

O ciclo hidrológico, ou ciclo da água, “ini-cia-se” com a evaporação (transformação de um líquido em gás ou vapor) das superfícies líquidas

do planeta. Estima-se que a evaporação média anual dos oceanos seja de 1.400 mm. Cerca de 20% desse volume é transferido para os continen-tes, onde vai provocar precipitação. O processo é 10 vezes mais intenso nas latitudes intertropicais em relação às médias e altas e mais importante no hemisfério sul, que tem 4/5 de sua superfície ocupados por oceanos.

Figura 12 – Ciclo hidrológico.

Fonte: http://www.ideariumperpetuo.com/agua.htm.

http://www.ideariumperpetuo.com/agua.htm



A umidade atmosférica pode ser mensura-da por meio dos cálculos de umidade absoluta e umidade relativa.

A quantidade, em gramas, de vapor d’água por unidade de volume, em metros cúbicos, de ar representa a umidade absoluta. O máximo de vapor d’água que o ar pode conter é 4% de seu volume (significando ar saturado com 100% de umidade relativa), e este é proporcional à tem-peratura, ou seja, quanto maior a temperatura, maior o conteúdo de umidade que uma parcela de ar poderá conter.

Já a umidade relativa é a relação entre a quantidade de vapor d’água existente no ar e a que poderia conter sem ocorrer saturação em condições iguais de temperatura e pressão. É ex-pressa em porcentagem. O excedente condensa--se, isto é, volta ao estado líquido sob a forma de gotículas, podendo ficar em suspensão na atmos-fera ou precipitar.

A umidade relativa pode ser medida com o psicrômetro (com o uso de tabelas) ou direta-mente com o higrômetro.

Figura 13 – Psicrômetro.

Fonte: http://mangueerestinganailhadocardoso.blogspot.com.br/p/para-ir-campo.html.

O psicrômetro é formado por um par de ter-mômetros de onde se extraem a temperatura do ar, a temperatura do bulbo úmido, o ponto de or-valho (temperatura até a qual o ar precisa resfriar--se para que o teor de umidade atinja a saturação) e a umidade relativa do ar.

Figura 14 – Higrômetro.

Fonte: http://www.logismarket.ind.br/testo-do-brasil/higrometro/.

http://mangueerestinganailhadocardoso.blogspot.com.br/p/para-ir-campo.html

http://www.logismarket.ind.br/testo-do-brasil/higrometro/3071422586-1409321899-p.html?utm_expid=10005783-2.dlGWRrTOThOJ8tH_is2htg.0&utm_referrer=https%3A%2F%2Fwww.google.com.br%2F



As nuvens resultam de movimentos verti-cais do ar úmido por processos convectivos ou adiabáticos. São fenômenos meteorológicos. Trata-se de aglomerados de partículas de água, lí-quidas e/ou sólidas, em suspensão na atmosfera, formados a partir da condensação ou sublimação do vapor d’água.

Para a formação de nuvens, deve haver: al-tos índices de umidade relativa, núcleos higros-cópios ou de condensação (sal, polens, fuligem, material particulado) e processo de condensação (estado gasoso – estado líquido) ou sublimação (vapor – sólido ou sólido - vapor).

As nuvens podem revelar uma condição de estabilidade ou de instabilidade da atmosfera, de acordo com sua aparência e forma. Na ausência de movimentos convectivos ascendentes, a at-mosfera pode estar com uma condição de esta-bilidade, podendo produzir nuvens estratiformes ou nevoeiro, ou, então, quando da predominân-cia dos movimentos convectivos ascendentes, apresentar condição de instabilidade e, conse-quentemente, produzir nuvens do tipo cumulus e cumulonimbus.

De acordo com o aspecto físico, as nuvens podem ser classificadas como:

�� cumuliformes: apresentam grande desenvolvimento vertical, denotando uma atmosfera mais turbulenta;

�� cirriformes: formadas por cristais de gelo, provenientes de fortes ventos em altitude;

�� estratiformes: apresentam maior de-senvolvimento horizontal e pouco de-senvolvimento vertical; podem ocasio-nar chuva leve e contínua.

Outro critério utilizado para a identificação e classificação de nuvens é sua altura em relação à superfície do solo. Nesse caso, as nuvens po-

6.2 Nuvens

dem ser classificadas como baixas, médias ou al-tas, além de nuvens de grande desenvolvimento vertical.

�� Nuvens baixas: ocorrem abaixo de 2.000 metros de altura. São do tipo stra-tus (podem ocasionar chuvisco, com forte restrição de visibilidade).

�� Nuvens médias: suas alturas variam entre 2 e 7 km. Associam-se a instabi-lidade meteorológica. Exemplos: nim-bostratus – cinzentas e espessas, po-dem dar origem a chuva ou neve leve ou moderada de caráter contínuo; al-tostratus – véu que normalmente co-bre todo o céu, podendo gerar chuva de intensidade leve e caráter contínuo; altocumulus – formadas em faixas ou camadas, associadas ao ar turbulento de camadas médias, normalmente não gerando precipitação.

�� Nuvens altas: formam-se a partir de 4 km nos polos, 7 km nas latitudes tempe-radas e 8 km na zona intertropical. São formadas principalmente por cristais de gelo. Exemplos: cirrus – prenunciam o avanço de sistemas frontais; cirrostra-tus – véu de nuvens formando um halo em torno do Sol ou da Lua; cirrocumulus – indicam ar turbulento em seus níveis de formação.

�� Nuvens de desenvolvimento vertical: formam-se próximo à superfície e, devi-do à alta instabilidade atmosférica, che-gam a altitudes muito elevadas. Exem-plos: cumulus – são isoladas e densas, com contornos bem definidos, deno-tam turbulência e podem gerar precipi-tação em forma de pancadas; cumulo-nimbus – geram as trovoadas, pancadas de chuvas e granizo, fortes rajadas de vento e alta turbulência.



Figura 15 – Tipos de nuvens.

Fonte: http://meteoropole.com.br.

A formação das nuvens pode ocorrer por meio de quatro processos:

�� convectivo: formado pelas correntes ascendentes devido ao aquecimento basal, particularmente na primavera e no verão; forma cumulus e, muitas ve-zes, cumulonimbus, principalmente nas tardes;

�� dinâmico (frontal): ocorre nas áreas de frentes (frias ou quentes), pela ascensão do ar na rampa frontal, com o conse-quente resfriamento e condensação;

�� radiativo: ocorre principalmente no in-verno, com perda radiativa de energia em radiação de ondas longas, resfria-mento da superfície e formação de nu-vens baixas (St) ou nevoeiros;

�� orográfico: ocorre devido à presença do relevo, com o ar úmido subindo a elevação, resfriando-se, condensando--se sob a forma de nuvens a barlavento.

http://meteoropole.com.br/2011/10/as-nuvens-possuem-nomes/



6.3 Chuvas

Chuva é a precipitação na forma líquida.


As precipitações podem ser classificadas quanto ao tipo e ao diâmetro da gota (líquida) ou do gelo (sólida) como: chuvisco – precipitação de água líquida em que o diâmetro da gota é inferior a 0,5 mm; chuva – precipitação de água líquida em que o diâmetro da gota é superior a 0,5 mm; gra-nizo – pequenos pedaços de gelo com diâmetro inferior a 5 mm que se formam a grandes altitu-des e atingem a superfície; saraiva – pequenos pedaços de gelo com diâmetro superior a 5 mm que se formam a grandes altitudes e atingem a superfície; e neve – precipitação de cristais de gelo provenientes da sublimação do vapor de água ou do congelamento lento das gotículas de água nas altas camadas da troposfera e que, em certas condições, podem aglomerar-se, produzin-do flocos.

A distribuição das chuvas é maior na região entre os trópicos (latitudes baixas), pois há mais evaporação, consequente da maior radiação so-lar.

As chuvas também podem ser distribuídas considerando-se a sazonalidade, ou seja, perío-dos mais chuvosos, como o verão, ou mais secos, como o inverno, refletindo a influência do movi-mento de translação da Terra.

As chuvas podem ser classificadas como convectivas, frontais (ciclonais) ou orográficas (de relevo).

As chuvas convectivas resultam do forte aquecimento do ar por convecção e caracteri-zam-se por movimentos ascencionais que elevam o ar úmido. Estão associadas às nuvens do tipo cumulus e cumulonimbus. Caracterizam-se como intensas, porém de rápida duração.

As chuvas frontais formam-se pela ascensão forçada de ar úmido ao longo das frentes. A inten-sidade e a duração das chuvas desse tipo estão condicionadas pelo tempo de permanência da frente no local, bem como por suas características térmicas e de umidade.

As chuvas orográficas são geradas por meio da elevação forçada de ar úmido sobre terrenos elevados. As encostas atuam como barreiras à mo-vimentação vertical do ar, forçando-o a ascender, podendo gerar nuvens dos tipos estratiformes e cumuliformes. As vertentes a barlavento tendem a ser mais úmidas do que aquelas a sotavento.



Figura 16 – Tipos de chuva.

Fonte: http://professoralexeinowatzki.webnode.com.br/climatologia/chuvas/.


Caro(a) aluno(a),

Este capítulo definiu o termo “umidade atmosférica” e, a partir desse entendimento, como ocorre a formação de nuvens e chuvas.

As nuvens, que são aglomerados de vapores d’água em suspensão na atmosfera, podem ser clas-sificadas de acordo com o seu aspecto físico como estratiformes, cirriformes ou cumuliformes. Também podem ser classificadas de acordo com sua altura: baixas, médias, altas ou de desenvolvimento vertical.

Compreendemos que chuva é a precipitação na forma líquida e que pode ser classificada de acor-do com o fator que a ocasionou. Dessa forma, há três tipos de chuvas: convectivas, frontais e orográficas.



1. O que é umidade atmosférica?

2. O que são nuvens? Como podem ser classificadas?

3. Quais são os tipos de chuvas? Explique-os.

http://professoralexeinowatzki.webnode.com.br/climatologia/chuvas/


Caro(a) aluno(a),

Pretendemos, neste capítulo, apresentar a definição de pressão atmosférica e evidenciar sua importância e interação com outros elementos climáticos.

PRESSÃO ATMOSFÉRICA E CIRCULAÇÃO GERAL DA ATMOSFERA7

A pressão atmosférica é definida como o peso exercido por uma coluna vertical de ar sobre a superfície. Ao nível do mar, a pressão atmosfé-rica é admitida como de 1.013,25 hPa, ou 1 Atm (Atmosfera). A pressão decresce, em altitude, em média, à razão de 1 hPa a cada 9 metros.

Figura 17 – Variação da pressão com a altitude.

Fonte: http://www.geog.ouc.bc.ca/physgeog/home.html.

A unidade de medida da pressão atmosfé-rica é o hectopascal (hPa), que substituiu a antiga milibar (mb), em homenagem a Pascal, cientista que, pela primeira vez, demonstrou a influência da altitude na variação da pressão. O instrumento que mede a pressão é o barômetro, e o que regis-tra é o barógrafo, ou o microbarógrafo.

http://www.geog.ouc.bc.ca/physgeog/home.html



Figura 18 – Barômetro de mercúrio.


Figura 19 – Microbarógrafo.


http://www.meteochile.cl



A variação da pressão atmosférica muda de um local a outro; pode ocorrer diariamente, de forma dinâmica ou mediante a altitude.

Diária: na região entre os trópicos, devido a alterações dos valores de temperatura e umida-de, ocorre, em situações de tempo relativamen-te estável, uma “maré atmosférica”, com pressões mais elevadas às 10 e às 22 horas e menores às 4 e às 16 horas. Em casos de instabilidade atmosféri-ca, ou quando da presença de um sistema frontal, por exemplo, essa maré pode não ocorrer.

Dinâmica: ocorre de acordo com os des-locamentos das massas de ar/sistemas (frentes). Exemplo: se uma massa de ar mais fria ou mais seca se desloca para determinada região, a pres-são aumenta, e, se uma massa de ar mais quente ou mais úmida se desloca, haverá a diminuição da pressão atmosférica à superfície.

Altitude: a pressão varia inversamente com a altitude. Um local situado ao nível médio do mar (NMM) apresenta, em relação a outro lo-cal próximo, situado a uma altitude mais eleva-da, pressão atmosférica maior. A pressão diminui com a altitude, pois há a diminuição da coluna de ar, tornando-se o ar cada vez mais rarefeito.

Os valores de pressão obtidos em locais com altitudes diferentes, antes de serem compa-rados, são convertidos ao NMM, aplicando-se a correção correspondente à altitude de cada um deles. Linhas que unem pontos de igual pressão em uma carta sinótica chamam-se “isóbaras”.

A pressão atmosférica é um elemento cli-mático de grande importância na caracterização das condições meteorológicas de dado lugar. As-sim, a pressão pode ter influência direta ou indire-ta sobre outros elementos climáticos, como mo-vimentação do ar, temperatura, precipitação etc.

Assim, temos:

Alta pressão: denominada “anticiclone”, mostra pressões maiores no centro de origem e circulação divergente (sentido horário no he-

7.1 Variação da Pressão

misfério norte e anti-horário no hemisfério sul). Apresenta tempo estável (quente ou frio) devido à subsidência (descida) do ar.

Baixa pressão: denominada “ciclone”, apre-senta pressões menores em direção ao seu núcleo e circulação convergente (sentido anti-horário no hemisfério norte e horário no hemisfério sul). In-dica tempo instável devido à confluência e à as-censão dos fluxos de ar. O processo de formação e desenvolvimento de um centro de baixa pressão é denominado “ciclogênese”.

Temos, ainda, alguns termos que caracteri-zam os sistemas de pressões:

�� crista: área alongada de altas pressões, na qual predomina o tempo estável;

�� cavado: área alongada de baixas pres-sões, na qual predomina o tempo instá-vel, podendo estar associada a linhas de instabilidades e frentes.

A distribuição das pressões ocorre da se-guinte forma, em ambos os hemisférios:

�� latitude zero = baixas pressões;

�� latitude 30º = altas pressões;

�� latitude 60º = baixas pressões;

�� latitude 90º = altas pressões.


Os maiores desertos do mundo (África, EUA, Aus-trália, Índia etc.) ficam sob os cinturões de altas pressões (latitudes de 30º), o que inibe a forma-ção de nuvens e precipitação.



As áreas de baixas pressões (ciclônicas), em geral, apresentam os maiores totais pluviométri-cos, situando-se nas latitudes próximas de 0º e 60º. Na região equatorial, predominam as gran-des florestas equatoriais e tropicais, e na faixa de 60º de latitude forma-se a maior parte dos siste-mas frontais e dos ciclones extratropicais.

Figura 20 – Sistemas de pressão do globo.

Fonte: http://geografia3ciclo.blogspot.com.br/2011/04/clima-iii.html.

7.2 Ventos e Circulação da Atmosfera

O aquecimento diferencial da superfície do planeta permite a ocorrência de diferenças de pressão, as quais irão ocasionar os ventos, defi-nidos como movimentos horizontais, ou advecti-vos, do ar.

Os movimentos atmosféricos em macroes-cala, que definem as zonas climáticas e determi-nam os tipos de tempo, são denominados “circu-lação geral da atmosfera”.

A circulação geral da atmosfera é conse-quência da influência do movimento de rotação da Terra em conjunto com outros fatores, como a diferença de radiação, a umidade, a topografia e correntes marítimas.

A direção e a velocidade dos ventos depen-dem de quatro fatores:

http://geografia3ciclo.blogspot.com.br/2011/04/clima-iii.html



�� gradiente de pressão: diferenças hori-zontais de pressão por fatores térmicos que motivam a movimentação do ar das áreas de alta pressão para as áreas de baixa pressão;

�� força de Coriolis: decorrente do mo-vimento de rotação, que faz os movi-mentos do ar serem inversos nos dois hemisférios: norte e sul;

�� força centrípeta: uma força centrífuga que opera radialmente para fora;

�� influência do atrito, ou de fricção: re-fere-se aos obstáculos que a superfície da Terra oferece ao movimento do ar.

A movimentação dos ventos apresenta um modelo turbilhonar, com desvio para direita no hemisfério norte e para a esquerda no hemisfério sul, sendo convergente em direção aos centros de baixa (ciclones) e divergente em relação aos de alta (anticiclones).

Os ventos podem ser classificados como:

�� Barostróficos: quando fluem exclusi-vamente devido ao gradiente de pres-são, em pequenas distâncias. Exemplos: brisas litorâneas, ventos de vale.

�� Geostróficos: associados ao movimen-to de rotação da Terra e ao gradiente de pressão, em grandes distâncias. Exem-plo: alísios.

Figura 21 – Sistemas de pressão do globo.

Fonte: http://www.minerva.uevora.pt/odimeteosol/altera_clima.htm.

http://www.minerva.uevora.pt/odimeteosol/altera_clima.htm



Circulações regionais ou locais são circu-lações de escala espacial menor, associadas, mui-tas vezes, a diferenças locais, como a orografia. Dessa forma, compreendem:

�� Brisas: circulações que surgem a partir do aquecimento diferencial entre a su-perfície do mar e a da terra.

�� Brisa marítima: ocorre devido ao maior aquecimento da terra durante o dia em relação à superfície do mar, di-recionando o fluxo de ar do mar para o continente.

Figura 22 – Esquema de brisa marítima.

Fonte: http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7o.html.

�� Brisa terrestre: ocorre durante a noi-te, fluxo de ar do continente para o mar, devido ao maior resfriamento do continente e, consequente-mente, maior pressão em relação ao ar sobre o mar, mais quente e menos denso que direciona o fluxo de ar.

Figura 23 – Esquema de brisa terrestre.


http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7o.html




�� Monções: referem-se à circulação de ventos que ocorrem em algumas regiões do planeta. Exemplo: Sudeste Asiático, com predominância dos ventos soprando do mar para o continente (monções de verão), causando chuvas abundantes, ou soprando do continente para o mar (monções de inverno), causando longo período de seca continental.

Figura 24 – Esquema de monções de inverno e de verão.


�� Ventos de vale: também chamados de “anabáticos”, ocorrem durante o dia, a partir do aqueci-mento do ar no fundo do vale e de sua ascensão pelas encostas.

Figura 25 – Esquema de circulação local: vento de vale.

Fonte: www.physicalgeography.net/fundamentals/7o.html.





�� Ventos de montanha: também chamados de “catabáticos”, ocorrem durante a noite, com a descida, pelas encostas, do ar mais frio em direção aos fundos de vale.

Figura 26 – Esquema de circulação local: vento de montanha.

Fonte: www.physicalgeography.net/fundamentals/7o.html.


Caro(a) aluno(a),

Apresentamos, neste capítulo, importantes conceitos relacionados à pressão atmosférica e à circu-lação geral da atmosfera.

A pressão atmosférica, tida como o peso de uma coluna vertical do ar sobre a superfície, pode ter variações diárias, dinâmicas ou mediante a altitude, em decorrência das diferenças de temperatura, de umidade, da localização latitudinal e das características do relevo. As altas pressões, ou anticlones, ten-dem a apresentar tempo estável, ao contrário das baixas pressões, ou ciclones, que denotam instabilida-de atmosférica.

Os ventos são movimentos horizontais do ar. Os de macroescala, influenciados pelo movimento de rotação da Terra, são chamados de “circulação geral da atmosfera”.

Os ventos podem ser classificados como geostróficos, que ocorrem em escala global, ou como ba-rostróficos, que ocorrem em escalas local ou regional.



1. O que é pressão atmosférica?

2. Diferencie as áreas de alta pressão das áreas de baixa pressão atmosférica.

3. O que são ventos? Como podem ser classificados?


Caro(a) aluno(a),

Visamos, com este capítulo, compreender o que são massas de ar e como elas podem contri-buir com a formação de frentes.

As massas de ar são definidas como porções da atmosfera de grandes dimensões que apre-sentam características homogêneas em relação à temperatura e à umidade. Sua extensão pode variar de centenas a milhares de quilômetros, de forma vertical ou horizontal.

MASSAS DE AR E FRENTES8

São necessárias condições básicas para a sua formação, como superfícies planas e exten-sas, baixas pressões e homogeneidade quanto às características superficiais.

As massas de ar são resultantes da com-binação entre a temperatura e a umidade do ar. Dessa forma, há quatro tipos básicos, descritos na Tabela 1.

Tabela 1 – Principais tipos de massa de ar.

MASSAS DE AR CARACTERÍSTICAS

Quente e úmida É formada nas baixas latitudes (zona equatorial-tropical), sobre os oceanos ou, excepcionalmente, sobre a Amazônia.

Quente e seca É formada nas baixas latitudes (zona equatorial-tropical), sobre os continentes.

Fria e úmida É formada nas latitudes médias (zona temperada), sobre os oceanos.

Fria e seca É formada sobre os continentes, nas latitudes médias (zona temperada) e nas altas latitudes (zona polar).

As massas de ar, portanto, podem ser clas-sificadas de acordo com três fatores: a região de origem, ou seja, o local onde foi formada; a tem-peratura; e o teor de umidade, como podemos ver na Tabela 2.



Tabela 2 – Classificação das massas de ar

CLASSIFICAÇÃO DAS MASSAS DE AR

Região de origem

Equatorial (E)

Tropical (T)

Polar (P)

TemperaturaFria (K)

Quente (W)

UmidadeContinental (C) = Seca

Marítima (M) = Úmida

Nas representações cartográficas, todos esses fatores são representados a partir de letras que indicam conjuntamente todas as suas carac-terísticas. Exemplos:

�� mEw: marítima equatorial quente;

�� mTw: marítima tropical quente;

�� cPk: continental polar fria.

8.1 As Frentes

O avanço de massas de ar com caracterís-ticas diferentes sobre uma superfície de provoca o surgimento de frente, que são áreas de baixa pressão entre essas massas de ar, e gera instabili-dade atmosférica, muita nebulosidade e precipi-tação. As frentes estão, portanto, na transição de massas de ar diferentes; representam desconti-nuidades térmicas, de umidade.

Os indícios do avanço frontal podem ser: aparecimento de nuvens do tipo cirrus no céu; elevação da temperatura; diminuição da pressão atmosférica; variação nos ventos.

O processo de origem e formação de frentes é chamado de “frontogênese”. O processo de dis-sipação de uma frente é denominado “frontólise”.

Existem quatro tipos de frentes:

A frente quente ocorre quando a corrente de ar quente se sobrepõe ao ar frio, empurrando--o para outra localidade, o que pode ocorrer de modo lento ou rápido. Em geral, indica nuvens extensas e chuvas de pequena intensidade.

Figura 27 – Frente quente.

Fonte: http://www.geocities.ws/saladefisica5/leituras/frentes.html.

http://www.geocities.ws/saladefisica5/leituras/frentes.html



A frente fria pode ocorrer quando o ar frio, mais denso e pesado, empurra o ar quente para cima e para frente, fazendo-se retirar da área. Pode ter deslocamento rápido, e indicar instabi-lidade (principalmente em regiões polares e sub-tropicais), ou lento, apresentando estabilidade (principalmente na região intertropical).

Figura 28 – Frente fria.

Fonte: http://www.geocities.ws/saladefisica5/leituras/frentes.html.

A frente estacionária é formada quando ocorre o equilíbrio de pressão entre a massa de ar que empurra e a que antecede a passagem da frente, diminuindo a velocidade de deslocamento da frente (fria ou quente) e inclusive seu estacio-namento sobre uma região. Exemplo: no período de verão, sobre o Sudeste brasileiro, pode causar dias seguidos de fortes precipitações.

A frente oclusa ocorre quando uma fren-te fria alcança uma frente quente e uma ou ou-tra eleva o ar mais quente; forma-se associada a um ciclone extratropical (baixa pressão de forte intensidade).

8.2 As Massas de Ar que Atuam no Brasil

A massa equatorial (cEw e mEw) predomina na Região Amazônica, com alto grau de tempera-tura e umidade, formando nuvens de grande de-senvolvimento vertical e intensas precipitações. No verão, parte da nebulosidade formada nessa região desloca-se para as Regiões Centro-Oeste e Sudeste, caracterizando o fenômeno da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS).

A massa tropical (cTw e mTw) tem um cen-tro de alta pressão que varia de 15º S (inverno) a 30 ºS (verão) e domina grande parte do território. No inverno, localiza-se sobre o Planalto Central, ocasionando forte seca e inversões de tempera-

tura; no verão, localiza-se mais ao sul, provocando o bloqueio das massas polares.

A massa polar (Pk) escoa da Antártida pelo sul do continente americano e atinge o Brasil, principalmente no inverno e na primavera. Algu-mas dessas massas polares atravessam os Andes pelo Chile e provocam névoas na Patagônia e no sul da Argentina; ao atravessarem o Uruguai e o sul do Brasil, intensificam-se novamente, chegan-do frias e úmidas sobre o sudeste brasileiro.

http://www.geocities.ws/saladefisica5/leituras/frentes.html



Caro(a) aluno(a),

Vimos, neste capítulo, a definição de massas de ar, que se configuram como porções da atmosfera de grandes dimensões e que apresentam características homogêneas em relação à temperatura e à umi-dade. Necessitam de condições básicas para sua formação e podem ser classificadas de acordo com sua região de origem, sua temperatura e o grau de umidade. Podem, ainda, ser representadas por letras que indicam todos esses fatores em conjunto.

As frentes são áreas de baixa pressão entre as massas de ar de diferentes características. Geram instabilidade atmosférica, muita nebulosidade e precipitação. Podem ser caracterizadas como quentes, frias, estacionárias ou oclusas.

As massas de ar que atuam no Brasil são: equatorial, tropical e polar. Distribuem-se sazonalmente em diferentes regiões brasileiras.



Embora a Região Amazônica esteja situada na região equatorial, eventualmente sofre a ação de sistemas frontais causados pela massa de ar polar, provocando o fenômeno denominado “friagem”, que ocasiona queda brusca nas temperaturas da região.



1. O que são massas de ar?

2. De quais maneiras as massas de ar podem ser representadas?

3. O que são frentes?


Caro(a) aluno(a),

Este capítulo visa evidenciar a importância da tecnologia para o desenvolvimento de estu-dos meteorológicos mais dinâmicos e precisos.

Diversos instrumentos, aparelhos e técnicas foram criados ao longo do tempo para facilitar medições, registros, previsões meteorológicas e representações dos fenômenos climáticos.


GOES (Geostationary Operational Environmental Satellites): satélites geoestacionários americanos mantidos pela National Oceanic and Atmosphe-ric Administration (NOAA).

METEOSAT: satélites geoestacionários europeus mantidos pela European Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMET-SAT), organização intergovernamental criada em uma convenção internacional que reuniu 17 paí-ses europeus.

O avanço da tecnologia possibilitou a cria-ção dos satélites, que por meio de imagens permitem a visualização das temperaturas das superfícies continentais ou oceânicas e, principal-mente, dos sistemas de nuvens. A análise da con-formação da nebulosidade possibilita a detecção de frentes, áreas de altas e baixas pressões, cava-dos, correntes de jato, convergência dos alísios etc. É possível, inclusive, verificar o desenvolvi-mento das nuvens pelas tonalidades de cores ou pelos tons de cinza obtidos, por meio de imagens de diferentes períodos.

A TECNOLOGIA E O AVANÇO DOS ESTUDOS METEOROLÓGICOS9

Os satélites polares completam um giro em torno da Terra a cada 100 minutos e situam-se en-tre 800 a 900 km de altitude sobre os polos, o que representa grande resolução espacial em relação aos satélites geoestacionários.

Os satélites equatoriais, geoestacionários, completam sua órbita sobre o Equador (0º de lati-tude) em 24 horas e situam-se a 35.800 km de al-titude. São denominados “geoestacionários” por permanecerem sobre um mesmo ponto do Equa-dor e apresentarem a mesma velocidade angular de rotação da Terra, 360º/24 h, e o mesmo sentido de rotação, de oeste para leste. Apresentam como desvantagem mostrarem as imagens de forma oblíqua a partir dos 50º de latitudes N e S.

A maior parte dos satélites utilizados atual-mente é equipada com radiômetros especiais (medidores de radiação), que permitem captar:

Radiação infravermelha (IR): mede a ra-diação que os corpos emitem (entre 10,5 e 12,5 μm) em intensidade proporcional à sua tempera-tura (ondas longas). Nesse caso, podem ser obti-das imagens diuturnamente, mostrando as super-fícies mais frias (topos das nuvens) em cores mais claras, e as superfícies mais quentes (continentes e nuvens baixas) em cores mais escuras. Áreas de nuvens baixas e nevoeiros não são passíveis de distinção nessas imagens, pois suas temperaturas estão muito próximas das temperaturas de áreas ao seu redor.

Radiação infravermelha de absorção do vapor d’água (WV): é conhecida como “imagem de vapor d’água”, pois a faixa espectral em que se encontra (5,7 a 7,1 μm) é fortemente absorvida pelo vapor d’água, representando a camada da troposfera entre 500 e 300 hPa (5,5 a 9 km).



Radiação visível (VIS): fornece uma foto-grafia a partir do canal visível (0,5 a 0,9 μm) do espectro eletromagnético da radiação emitida pela superfície terrestre, pelo mar e pelas nuvens. Cada superfície reflete (albedo) diferentes parce-las de radiação do total que incide sobre elas. A grande desvantagem dessa informação é que ela só pode ser obtida na região iluminada da Terra, e a vantagem é que pode fotografar todos os gêne-ros de nuvens, resultando em imagens semelhan-tes às vistas pelo olho humano. As nuvens baixas (stratus e stratocumulus) têm menor reflexão do que as nuvens de grande desenvolvimento verti-cal (cumulus e cumulonimbus)

Atualmente, são proporcionadas imagens de alta resolução pelos satélites em operação, inclusive com um novo produto que mostra a in-dicação de ventos em superfície a partir do trata-mento de imagens originais dos canais IR e VIS.

O radar meteorológico permite identificar células de precipitações e avaliar seu desenvolvi-mento, extensão e deslocamento, auxiliando no monitoramento e na prevenção de tempestades de granizo, enchentes, tornados, furacões. Trata--se de um instrumento que emite impulsos de energia eletromagnética da ordem de microsse-gundos para a atmosfera que, ao encontrarem um obstáculo, reenviam um sinal para o radar, sob a forma de um eco, que representa as gotícu-las de água em queda nas nuvens.

A radiossondagem registra as condições das camadas superiores da troposfera; é formada por um balão e uma sonda contendo sensores de temperatura, umidade e pressão, cujos dados são enviados para uma estação em superfície. Os lan-çamentos ocorrem duas vezes por dia no Brasil, às 00 e 12 GMT. A partir dos dados obtidos de uma radiossondagem, é possível verificar as condições de instabilidade ou estabilidade da atmosfera, a existência de camadas de inversão (radiação, frontal e de subsidência), a quantidade de água precipitável e a possível formação de gelo dentro das nuvens, a possibilidade da formação de nu-vens de trovoadas (cumulonimbus), a indicação de ventos fortes em altitude (associados às cor-rentes de jato) e rajadas em superfície, o nível da

tropopausa e até mesmo as dimensões de uma pedra de granizo.

Os balões estratosféricos e os foguetes me-teorológicos são outros instrumentos que tam-bém podem ser utilizados para realizar as sonda-gens atmosféricas.

As cartas sinóticas representam cartogra-ficamente os sistemas meteorológicos para análi-ses climatológicas e previsão do tempo. São plo-tadas com dados meteorológicos coletados em horas padrão a partir de estações meteorológicas de superfície de diferentes origens – aeronáuti-cas, agrícolas etc. –, além de dados da superfície do mar, obtidos de estações costeiras, boias e na-vios. Nas cartas sinóticas aparecem, de forma des-tacada, as isóbaras, que subsidiam a análise dos sistemas atuantes (baixas e altas pressões, frentes frias, frentes quentes, frentes estacionárias, fren-tes oclusas, cavados; extensa faixa de baixas pres-sões que comumente provocam chuvas).

Os sistemas de baixa pressão costumam estar associados com tempo instável, e o centro desses sistemas tem muita nebulosidade. Os sis-temas de alta pressão estão associados com tem-po bom, apresentando céu claro e estabilidade. A configuração das isóbaras pode ser comparada com as curvas de nível utilizadas para representar a topografia. Exemplo: quando as isóbaras estão muito próximas (“relevo mais dissecado”), signifi-ca que o gradiente de pressão é maior, e os ventos fluem mais rapidamente.



Figura 29 – Carta sinótica.

Fonte: http://www.geama.ufrj.br/sinotica/sinotica.html.

http://www.geama.ufrj.br/sinotica/sinotica.html



Figura 30 – Simbologia utilizada nas cartas sinóticas.

Fonte: Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN).


Caro(a) aluno(a),

A tecnologia é de extrema importância para as mais variadas ciências e, na Meteorologia, possibili-tou o desenvolvimento de instrumentos e técnicas de medições, previsões, análises etc.

O avanço da tecnologia possibilitou a criação dos satélites, que por meio de imagens permitem a visualização das temperaturas das superfícies continentais ou oceânicas e, principalmente, dos sistemas de nuvens. Há os satélites polares e os equatoriais (geoestacionários). A maior parte dos satélites utiliza-



dos atualmente é equipada com radiômetros especiais (medidores de radiação), que permitem captar radiação infravermelha, radiação visível e radiação infravermelha de absorção do vapor d’água.

O radar meteorológico é um instrumento que emite impulsos de energia eletromagnética por meio de um sinal sonoro, permitindo identificar e avaliar células de precipitações. A radiossondagem é formada por um balão e uma sonda contendo sensores de temperatura, umidade e pressão, cujos da-dos são enviados para uma estação em superfície que registra as condições das camadas superiores da troposfera. Por fim, as cartas sinóticas são a representação cartográfica dos sistemas meteorológicos e servem para análises climatológicas e previsão do tempo.



1. De que maneira a tecnologia ajudou a ciência meteorológica a obter avanços em seus estudos?

2. Que tipo de imagens os satélites permitem captar?

3. O que são cartas sinóticas?


Caro(a) aluno(a),

Este capítulo objetiva apresentar as classifi-cações dos climas do globo (macroescala) e dos climas do Brasil (mesoescala).

Classificar os climas é uma preocupação an-tiga de climatologistas e meteorologistas, mesmo sendo uma tarefa complexa, pois eles são forma-dos por elementos variáveis e controlados por causas naturais e antrópicas muito diversas: tem-peratura, umidade, chuvas, ventos.

Portanto, as classificações climáticas devem mostrar de forma clara e sistemática as semelhan-ças e diferenças entre áreas adjacentes ou sepa-radas, utilizando uma escala que se enquadre aos objetivos propostos, bem como aos dados dispo-níveis.

O clima é um conceito abstrato e complexo, o que torna difícil estabelecer classificações, que muitas vezes não exprimem com clareza seus as-pectos principais. A sociedade, porém, necessita compreender como se caracterizam os climas, para que com isso consiga organizar suas ativi-dades. Exemplo: conhecendo os meses chuvosos e os meses secos, é possível planejar atividades agrícolas que melhor se enquadram às caracterís-ticas climáticas, para que não haja perdas.

Muitos mapas representam erroneamente a separação rígida das zonas climáticas, quando não inserem as áreas de transição. Outro erro co-mum é não mostrarem as superfícies oceânicas, mas somente as terras emersas.

Os principais elementos do clima – tempe-ratura, pressão, umidade e precipitações – devem servir de base para o estabelecimento de classifi-

CLASSIFICAÇÕES CLIMÁTICAS 10

cações climáticas, bem como a relação entre estes e os aspectos geográficos de cada local analisado.

AtençãoAtenção

As classificações climáticas resultam de anos de estudos e análises de dados meteorológicos e climáticos que, a partir de diversos critérios, são sistematizados para que as informações das complexas variações de clima no mundo pos-sam ser facilmente compreendidas.

A temperatura permite uma primeira clas-sificação dos climas (zonas climáticas), em razão do formato do planeta Terra, de seu eixo de in-clinação e dos movimentos que realiza (rotação e translação), identificando, assim, os seguintes grupos:

�� áreas sem inverno das latitudes baixas (região entre os trópicos);

�� áreas de latitudes médias com estações bem definidas (regiões temperadas);

�� áreas sem verão das latitudes altas (re-giões polares).

Entretanto, esse critério não é satisfatório, pois não distingue as regiões úmidas e desérticas.

Em relação a outro elemento climático, a umidade, como base de classificação climática, o cientista Thornthwaite propôs a seguinte classifi-cação:



Tabela 3 – Tipos climáticos de Thornthwaite (1948)

Fonte: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE (www.inpe.br).

10.1 Classificação de Köppen

Wladimir Köppen ficou conhecido como um dos primeiros a classificar os climas conside-rando critérios agrupados de precipitação e tem-peratura. Publicou duas classificações dos climas mundiais, em 1900 e 1918. A primeira baseou-se principalmente nas grandes associações vegetais, ao passo que a segunda fundamentou-se em li-mites térmicos, pluviométricos e nas característi-cas das estações. Utilizou, principalmente, valores médios, não levando em conta, portanto, a gêne-se do processo climático.

A classificação proposta por Köppen com-preende um conjunto de letras, conforme segue:

1ª letra – maiúscula, representa a caracte-rística geral do clima de uma região:

A: climas tropicais chuvosos;

B: climas secos;

C: climas temperados chuvosos;

D: climas frios;

E: climas polares.

2ª letra – minúscula, representa as particu-laridades do regime de chuva:

f: sempre úmido (A, C, D);

m: monçônico (A);

s: chuvas de inverno;

w: chuvas de verão (A, C, D).

2ª letra – maiúscula, apenas para o caso “B”:

S: estação seca de verão;

W: estação seca de inverno.

2ª letra – maiúscula, apenas para o caso “E”:

T: clima de tundra;

F: clima de calota de gelo.

3ª letra – minúscula, representa caracte-rísticas adicionais de temperatura (apenas para os casos “C” e “D”):

a: verões quentes;

b: verões moderadamente quentes;

c: verões moderadamente frios;

d: invernos muito frios.

3ª letra – minúscula, apenas para o caso “B”:

h: quente;

k: moderadamente frio.



Figura 31 – Climas do mundo segundo Köppen.

Fonte: IPMA (http://www.ipma.pt/pt/educativa/tempo.clima/).

10.2 Classificação de Strahler

A. Strahler considera, em sua classificação, a origem dos fenômenos meteorológicos para determinar e caracterizar tipos de climas, os quais são baseados na atuação das áreas fonte de mas-sas de ar e no movimento destas e das frentes.

Assim, Strahler reconhece três principais grupos climáticos:

�� I grupo (clima das latitudes baixas): controlado por células subtropicais de alta pressão e pela grande depressão equatorial que se encontra entre elas. É quase permanentemente dominado por massas de ar equatoriais e tropicais. Compõe-se de cinco tipos climáticos:

�� equatorial úmido;

�� litorâneo com vento dos alísios;

�� desértico tropical e de estepe;

�� desértico das costas ocidentais;

�� tropical.

�� II grupo (clima das latitudes médias): regulado por massas de ar polares e tropicais em permanente interação. Denomina-se essa área de “zona frontal polar”. Compõe-se de cinco tipos climá-ticos:

�� subtropical úmido;

�� marítimo das costas ocidentais;

�� mediterrâneo;

�� desértico e de estepe das latitu-des médias;

�� continental úmido.



�� III grupo (clima das latitudes altas): regulado por massas de ar polares e árticas. Na área de transição entre as la-titudes de 60º e 70º encontra-se a cha-mada “zona frontal ártica”. Compõe-se de quatro tipos climáticos:

�� continental subártico;

�� marítimo subártico;

�� tundra;

�� calota de gelo.

Clima de terras altas: no qual a altitude é o principal fator controlador do clima.

Figura 32 – Distribuição dos climas segundo Strahler.

Fonte: Mendonça e Danni-Oliveira (2007).



Segundo Köppen, os climas brasileiros são descritos da seguinte maneira:

�� Af: clima equatorial úmido – Manaus, AM;

�� Aw: clima tropical (chuvas no verão) – Rio de Janeiro, RJ;

�� As: clima tropical (chuvas no inverno) – João Pessoa, PB;

�� Cfa: clima subtropical úmido – Porto Alegre, RS;

10.3 Os Climas do Brasil

�� Cwa: clima subtropical/clima tropical de altitude (chuvas no verão) – São Pau-lo, SP, e Belo Horizonte, MG;

�� Cfb: clima temperado marítimo úmido – Curitiba, PR;

�� Cwb: clima temperado marítimo/clima tropical de altitude (regiões serranas, como sul de Minas Gerais/regiões serra-nas de São Paulo e Rio de Janeiro); (chu-vas no verão) – Campos do Jordão, SP, e Poços de Caldas, MG.

Figura 33 – Climas do Brasil conforme a classificação de Köppen.

Fonte: http://clictempo.clicrbs.com.br/mclimaticasrbs/clima/.

http://clictempo.clicrbs.com.br/mclimaticasrbs/clima/



De acordo com a classificação climática de Arthur Strahler, predominam no Brasil cinco gran-des climas:

�� clima equatorial úmido da convergên-cia dos alísios, que abrange a Amazônia;

�� clima tropical alternadamente úmido e seco, abarcando grande parte da área central do país e litoral do meio-norte;

�� clima tropical tendendo a ser seco pela irregularidade da ação das massas de ar, ocorrendo no sertão nordestino e no vale médio do rio São Francisco;

�� clima litorâneo úmido exposto às mas-sas tropicais marítimas, atingindo es-treita faixa do litoral leste e nordeste;

�� clima subtropical úmido das costas orientais e subtropicais, dominado por massa tropical marítima, abrangendo a Região Sul do Brasil.

Figura 34 – Climas do Brasil segundo A. Strahler.

Fonte: http://geografalando.blogspot.com.br/2013/05/clima-classificacao-climatica-brasileira.html.

http://geografalando.blogspot.com.br/2013/05/clima-classificacao-climatica-brasileira.html



Caro(a) aluno(a),

Apresentamos, neste capítulo, as classificações climáticas do mundo e do Brasil. Foi possível com-preender que, para que se possa definir o tipo climático de uma região, é necessário analisar um conjunto de fatores que são tidos como base para a classificação. Dessa forma, existem algumas classificações com base em temperatura, umidade, precipitação, entre outros fatores.

As classificações climáticas mais utilizadas no mundo são a de Köppen e a de Strahler.

Köppen utilizou um conjunto de letras para determinar os grandes grupos climáticos e suas especi-ficidades regionais. Para realizar sua classificação climática, baseou-se nas grandes associações vegetais, nos limites térmicos e pluviométricos e nas características das estações.

Strahler fundamentou-se na origem dos fenômenos meteorológicos para determinar e caracterizar tipos de climas, os quais são baseados na atuação das áreas fonte de massas de ar e no movimento destas e das frentes.

Köppen e Strahler utilizaram os mesmos critérios para classificar os tipos climáticos do Brasil.




1. Para que servem as classificações climáticas?

2. Quais os critérios utilizados por Köppen para realizar sua classificação dos tipos de climas do mundo?

3. Quais os critérios utilizados por Strahler para realizar sua classificação dos tipos de climas do mundo?


Caro(a) aluno(a),

O objetivo deste capítulo é evidenciar as di-ferenças climáticas dos espaços urbanos, que são decorrentes de uma série de fatores que podem interferir nas condições térmicas locais.

A urbanização é um processo preocupante em todo o mundo. Trata-se de uma tendência após a Revolução Industrial que, entre outros aspectos, gerou a centralização das atividades industriais, financeiras, comerciais e outras. Como conse-quência, houve crescente demanda demográfica e valorização do espaço urbano, tudo isso sendo responsável pelo crescimento desse espaço.

O crescimento urbano foi marcado por grandes transformações espaciais causadas pelas atividades humanas. As ações antrópicas são as responsáveis diretas pelas modificações do am-biente local e, consequentemente, pelas altera-ções das paisagens e do clima urbano.

Por essa razão, o crescimento urbano tem sido motivo de grande preocupação por parte de pesquisadores, autoridades políticas e da so-ciedade em geral, tendo em vista suas alterações significativas no ambiente local.

A ação humana repercute diretamente no balanço energético diário entre a superfície e a atmosfera local, conjugada à intensa impermea-bilização do solo, à retirada da cobertura vegetal, ao forte adensamento das edificações, além de ao calor gerado pelo próprio dinamismo urbano (pessoas, veículos, indústrias).

A cidade gera um clima próprio (clima ur-bano), resultante da interferência de to-dos os fatores que se processam sobre a camada de limite urbano e que agem no

CLIMAS URBANOS 11

sentido de alterar o clima em escala local. Seus efeitos mais diretos são percebidos pela população através de manifestações ligadas ao conforto térmico, à qualidade do ar, aos impactos pluviais e a outras manifestações capazes de desorganizar a vida da cidade e deteriorar a qualidade de vida de seus habitantes (MONTEIRO, 1976).

O clima urbano foi definido pelo renomado geógrafo Carlos Augusto de Figueiredo Monteiro (1976) como “um sistema que abrange o clima de um dado espaço terrestre e sua urbanização”.

AtençãoAtenção

O clima urbano surge da transformação de um ambiente originalmente natural em um am-biente modificado, com derivações na evolu-ção de vários elementos: temperatura, precipi-tação, umidade do ar, radiação, ventos etc.Pense a respeito!

Os principais trabalhos de Climatologia em ambientes urbanos estão relacionados às altera-ções térmicas e à poluição atmosférica, às chuvas e à ocorrência de enchentes.

Destacamos, portanto, os principais aspec-tos ligados aos climas urbanos, particularmente de grandes cidades e metrópoles:

�� ilhas de calor: com a variação de tempe-ratura na mancha urbana;

�� inversão térmica: com a variação sazo-nal de temperatura;



�� enchentes: variação dos totais pluvio-métricos e aumento do escoamento superficial;

�� poluição do ar: mais acentuada devido ao ambiente urbano.

�� chuva ácida: decorrente da poluição at-mosférica.

Vamos caracterizar cada um deles.

11.1 Ilhas de Calor

O nome “ilha de calor” dá-se pelo fato de uma cidade apresentar em seu centro uma taxa de calor mais elevada, enquanto em suas redon-dezas a taxa de calor tende a estar dentro da nor-malidade.

O ar atmosférico na cidade é mais quen-te que nas áreas circundantes. Por exemplo, em um campo de cultivo situado nas redondezas de uma grande cidade, há absorção de 75% de calor, enquanto no centro dessa cidade a absorção de calor chega a significativos 95 a 98%. Isso ocor-re devido aos tipos de materiais que esse espaço contém, além do calor gerado pelos veículos e pelas pessoas.

Nas ilhas de calor urbanas ocorre alto gra-diente térmico, podendo ultrapassar os 10 °C de diferença em relação a outras localidades em um mesmo instante.

A tendência ao aumento da temperatura urbana está associada com a má qualidade do ar e também com a diminuição de sua umidade relativa, causando desconforto térmico e proble-mas cardiovasculares e respiratórios.

As causas das ilhas de calor nos centros das grandes cidades estão relacionadas aos seguintes fatores: elevada capacidade de absorção de calor de superfícies urbanas, como asfalto, paredes de tijolo ou concreto, telhas de barro e de amianto; falta de áreas verdes (vegetação), o que diminui o albedo, o poder refletor de determinada super-fície e leva a maior absorção de calor; impermea-bilização dos solos pelo calçamento e desvio da água por bueiros e galerias, o que reduz o proces-so de evaporação e aumenta a concentração do calor; concentração de edifícios, que interfere na circulação dos ventos.

11.2 Inversão Térmica

Inversão térmica é um processo que ocorre quando a superfície do solo não se aquece sufi-cientemente para promover a expansão e a as-censão das camadas de ar que estão em contato direto com ela. Nesses casos, uma camada de ar mais quente se sobrepõe à outra mais fria, difi-cultando a movimentação vertical na atmosfera e favorecendo a concentração de poluentes nas camadas mais próximas à superfície.

Na troposfera, são realizadas trocas de tem-peratura da camada atmosférica mais próxima da superfície com a camada superior, que está mais

acima, o que favorece a dissipação de poluentes e o processo de renovação do ar no sistema climá-tico urbano. Na ocorrência da inversão térmica, esse processo natural de troca de temperaturas nas camadas é prejudicado.

Esse problema ocorre principalmente du-rante o inverno, que, em virtude da radiação so-lar menos intensa em comparação ao período de verão. A inversão térmica é intensificada nos grandes centros urbanos devido ao acúmulo de poluentes lançados na atmosfera.



O impacto das precipitações gera proble-mas para grande parte da população instalada em áreas urbanas sujeitas a inundações por conta de rios e afluentes que drenam tais regiões.

As enchentes estão relacionadas à imper-meabilização do solo, à canalização dos cursos d’água, às formas inadequadas de ocupação de morros e fundos de vales, juntamente com a ine-ficiência do planejamento urbano.

O aumento do nível de rios e córregos gera excedente de seu leito menor para o leito maior, em um processo natural chamado de “inunda-ção”. Porém, com a intensificação das ocupações, esse processo ganha proporções maiores, sendo definido como “enchentes”, ou seja, de origem an-trópica.

Vários são os transtornos causados no cotidiano urbano em virtude desse impacto ambiental, como, por exemplo, desalojamento de várias comunidades, interrupção nas vias de cir-culação, disseminação de doenças e, muitas ve-zes, perda de patrimônios históricos e ocorrência de mortes.

11.3 Enchentes

Nos espaços urbanos, tem sido verificado o aumento de eventos de enchentes, tendo em vista a maior torrencialidade das chuvas, associa-da também ao maior aquecimento urbano e aos altos índices de poluição atmosférica, que con-tribuem com os núcleos de condensação para a formação de nuvens. Outro fator agravante é a verticalização da cidade (prédios), que causa mo-vimentos turbulentos da atmosfera.

A maneira como as cidades estão sendo cada vez mais ocupadas, com um grau crescen-te de impermeabilização do solo, expansão da mancha urbana, redução da vegetação e uso das várzeas dos rios para a construção de avenidas e edifícios, transforma as inundações urbanas em um sério problema, resultando em várias situa-ções de perdas materiais e humanas, o que deve ser tratado pelas autoridades públicas.

11.4 Poluição do Ar

A Organização Mundial da Saúde (OMS) de-fine poluição do ar como “a presença na atmos-fera de um ou mais contaminantes, tais como poeiras, fumos, gases, ‘nevoeiro’, odor ou vapor, em quantidades ou com características, e de du-ração tal que possa ser prejudicial à vida humana, animal ou vegetal, a bens ou que interfira desfa-voravelmente no confortável desfrute da vida ou dos bens”. Assim, os poluentes são substâncias in-troduzidas, direta ou indiretamente, pelo homem no ar ambiente, exercendo ação nociva sobre a saúde humana e/ou o meio ambiente.

A poluição atmosférica, gerada no meio ur-bano por fontes móveis (veículos) e fixas (indús-

trias), é causa de milhares de casos de doenças respiratórias nos habitantes das cidades. A polui-ção do ar fica mais concentrada nas áreas centrais das cidades e nos fundos de vale, predominando no inverno, quando a umidade relativa é menor e os ventos são mais fracos, dificultando a disper-são de poluentes.

No meio urbano, os maiores episódios de poluição atmosférica geralmente coincidem com as áreas nas quais se definem melhor as ilhas de calor e também onde existem menores taxas de áreas verdes.



Chuva ácida é um fenômeno causado pela poluição da atmosfera. Refere-se à deposição úmida de constituintes ácidos presentes na at-mosfera, os quais se dissolvem nas nuvens e nas gotas de chuva para formar uma solução com pH inferior a 5,6, o que indica maior acidez do que em sua normalidade. É também chamada de “pre-cipitação ácida” ou de “deposição ácida”.

O termo “deposição ácida” inclui a deposi-ção úmida de compostos ácidos presentes na at-mosfera e a deposição seca de poluentes ácidos gasosos e particulados.

11.5 Chuva Ácida

A chuva ácida pode acarretar muitos pro-blemas para plantas, animais, solo, água, constru-ções e também para as pessoas.

As causas da chuva ácida estão relacionadas à queima de carvão, óleo e gás natural usados em termelétricas para geração de eletricidade, emi-tindo dióxido de enxofre (SO2), além de à queima de combustível por veículos, emitindo óxidos de nitrogênio (NOx = NO + NO2). Esses gases sofrem reações na atmosfera, produzindo soluções que contêm ácidos sulfúrico e nítrico, formando, as-sim, a chuva ácida.

Figura 35 – Processos atmosféricos: chuva ácida.

Fonte: http://www.cepema.usp.br/wp-content/uploads/2011/06/5-Chuva-%C3%81cida.pdf.

http://www.cepema.usp.br/wp-content/uploads/2011/06/5-Chuva-%C3%81cida.pdf



Caro(a) aluno(a),

Compreendemos, por meio deste capítulo, que as diferenças climáticas dos ambientes urbanos decorrem das alterações que o homem realiza no espaço.

Fatores como a impermeabilização do solo, a canalização de rios e a ocupação de suas margens, a concentração de construções e edificações (prédios, casas, indústrias), a ausência de vegetação, asso-ciados a emissões de gases poluentes no ar, podem ocasionar problemas como ilhas de calor, inversão térmica, enchentes, poluição atmosférica, chuva ácida, entre outros, trazendo como consequências a degradação ambiental, alterações climáticas, problemas à saúde humana, além de perda de fauna e flora.

Esses problemas têm sido alvo de preocupações, tanto para estudiosos quanto para as autoridades locais, que têm de lidar com questões de planejamento dos grandes centros urbanos, visando evitar tais episódios.




1. Quais problemas são decorrentes da poluição atmosférica?

2. O que é chuva ácida?

3. Como ocorre a inversão térmica?


Caro(a) aluno(a),

Objetivamos, neste capítulo, apresentar as mudanças que vêm ocorrendo no clima ao longo do tempo. Tais mudanças são importantes e po-dem evidenciar fatores de ocorrência de catástro-fes em pequena e grande escalas, tendo as ações humanas aspectos importantes na intervenção climática.

No contexto mundial atual, as pesquisas acerca de mudanças climáticas vêm ganhando cada vez mais destaque, devido a questões como efeito estufa, aquecimento global, buraco da ca-mada de ozônio, desertificação e secas. Entende--se mudança climática como um termo mais ge-ral, que abrange todas as formas de inconstâncias climáticas, independentemente de sua natureza estatística ou de causas físicas.

De acordo com alguns estudiosos, as mu-danças climáticas podem apresentar causas natu-rais (variações na órbita e na inclinação do eixo terrestre, variações na atividade vulcânica, no movimento de placas tectônicas, alterações no ci-clo solar) ou antropogênicas (atividade industrial, geração dos gases do efeito de estufa, desmata-mento, urbanização).

Ao longo do tempo geológico, ocorreram mudanças climáticas cíclicas, afetando todo o globo; tais mudanças se caracterizaram por fases frias (glaciares) e fases mais aquecidas (intergla-ciares). Entretanto, a temperatura média do globo tem aumentado significativamente após o último período glacial, coincidindo com o início do pro-cesso de Revolução Industrial.

O Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC), da Organização das Nações

MUDANÇAS CLIMÁTICAS12

Unidas (ONU), apresenta dados de que a tempe-ratura média da atmosfera, durante o século XX, teve acentuada elevação, da ordem de 0,6 °C a 0,7 °C, com valores mais pronunciados a partir dos anos de 1960 e mais particularmente nos últimos anos, de 1995 a 2006. O último relatório do IPCC, publicado no início de 2007, mostra quatro cená-rios prováveis para o século XXI, com a tempera-tura média da Terra aumentando de 1,8 °C a 4,0 °C. Nesse recente estudo, os cientistas creditam uma probabilidade de 90% de as influências an-trópicas estarem correlacionadas ao aquecimen-to global já verificado.

Algumas evidências de mudanças climáti-cas já foram constatadas pelo IPCC:

�� aumento da temperatura global, no sé-culo XX, em aproximadamente 0,6 °C;

�� elevação da temperatura, nas quatro úl-timas décadas, da superfície até aproxi-madamente 8 km de altitude; isso por-que pode ter sido afetado pelo ozônio estratosférico, por aerossóis atmosféri-cos e pelo fenômeno El Niño;

�� provável diminuição de cerca de 10% da cobertura de gelo e neve desde a década de 1960;

�� aumento do nível médio do mar e de seu gradiente térmico, em escala glo-bal;

�� ampliação do efeito estufa, um fenôme-no natural, devido ao aumento de gases vinculados principalmente à queima de combustíveis fósseis, a queimadas, a desmatamentos. Está associado princi-palmente ao dióxido de carbono (CO2)



(55% do total), ao metano (CH4) (15%) e aos CFCs (20%), sendo que o óxido ni-troso (N2O), o ozônio (O3) e outros ga-ses são responsáveis pelos últimos 10% desses gases, devendo, ainda, ser res-saltada a importância do vapor d’água nesse processo.

Os impactos identificados em decorrência do aquecimento global são: derretimento de ge-leiras, com consequente aumento do nível dos oceanos, inundando ilhas e cidades litorâneas de várias partes do planeta; destruição de ecossiste-mas marítimos e terrestres; ocorrência de doen-ças; aumento de eventos climáticos extremos, como secas e inundações; aumento da intensida-de de ciclones tropicais e furacões; entre outros.

A redução da emissão de poluentes na at-mosfera seria uma das principais formas de ate-nuar o problema do aquecimento global, e, para tanto, foi negociado, em 1997, o Protocolo de Kyoto, que previa um calendário no qual os paí-ses desenvolvidos teriam o compromisso de redu-zir os gases de estufa em 5,2% até 2012, voltando aos níveis de poluentes emitidos em 1990. Os Es-tados Unidos se recusaram a ratificar tal protoco-lo em 1999, alegando que a adoção das medidas previstas afetaria negativamente sua economia, mesmo sendo os maiores contribuintes na libera-ção de gases de estufa. Outro país não signatário do Protocolo foi a Austrália.


O Protocolo de Kyoto é um tratado internacional proposto com o objetivo de fazer os países assu-mirem o compromisso de reduzir a emissão de gases que agravam o efeito estufa, para diminuir os impactos causados pelo aquecimento global. Foi formalizado durante a 3ª Conferência das Par-tes da Convenção das Nações Unidas sobre Mu-danças Climáticas, realizada em Kyoto, Japão, em 1997.

Embora ainda haja incertezas quantos aos efeitos que o aumento global possa de fato cau-sar, é notável que ele tem provocado grave degra-dação ambiental em escala planetária. É necessá-rio repensar o modelo de utilização dos recursos naturais, bem como o padrão de consumo exis-tente.

Devemos reverter esse quadro, mediante ideias e atitudes sustentáveis, estabelecendo uma relação harmoniosa entre os seres humanos e o meio ambiente, pois todos dependem das condi-ções climáticas para a sobrevivência, e o ambien-te é afetado diretamente pelas ações antrópicas.

12.1 Calamidades Meteorológicas

Muitas vezes, na análise climática, recorre-mos às médias dos vários elementos climáticos; porém, é preciso considerar também a grande importância dos seus valores extremos, que cau-sam as calamidades meteorológicas, provocam grandes prejuízos e perdas materiais e ocasionam mortes.

Destacamos, aqui, alguns fenômenos im-portantes de grande repercussão na sociedade, como as chuvas intensas, as secas, o granizo, os

tornados e os furacões, El Niño e La Niña, que se-rão detalhados a seguir:

Chuvas: quando intensas, precipitam mais de 30 mm em 1 hora, e quando torrenciais, che-gam a precipitar mais de 50 mm. Essas chuvas ex-travasam os canais de escoamento, gerando co-lapso e provocando alagamentos generalizados.




1 mm de chuva significa 1 litro de água precipita-do em 1 metro quadrado.

A média anual no planeta é de aproxima-damente 900 mm. O Sudeste Asiático foi palco das piores chuvas ocorridas no último século. Em um ano, foi registrado, em Cherrapundji, na Índia, com 26.461 mm no período chuvoso de 1860 a 1861. O recorde mundial em 12 horas, por sua vez, ocorreu em Beloue, nas Ilhas Reunião, com 1.340 mm entre 28 e 29 de fevereiro de 1964.

No Brasil, o maior registro de chuvas em 24 horas foi em Ubatuba, litoral norte do Estado de São Paulo, com 380 mm em 21 de novembro de 1969.

Nas baixas latitudes, são as regiões equato-riais e as fachadas orientais dos continentes que concentram os maiores totais de chuvas. No caso brasileiro, a maior parte das grandes aglomera-ções urbanas está nessa situação.

Secas: ocorrem quando, em determinada região, a precipitação anual é inferior a 60% da normal durante dois anos consecutivos e em mais de 50% de seu território (OMM).

Os recordes mundiais de escassez de chuvas são: média anual de 0,8 mm em Arica, no Chile, no deserto de Atacama, onde também se registrou um período de 14 anos sem chuvas, na cidade de Iquique. Nessas circunstâncias, a precipitação é insuficiente para repor os estoques de água reti-rados pelo escoamento e pela evaporação.

A seca provoca traumas ambientais, como a desertificação, o empobrecimento dos solos, o desaparecimento da vegetação, entre outros, ocasionando graves consequências econômicas e sociais.

Granizo: trata-se de uma precipitação na forma de cubos de gelo translúcida, com diâme-tros que podem chegar ao tamanho de uma bola de tênis. O granizo é um fenômeno meteorológi-co associado a condições de forte instabilidade

atmosférica e a bruscos movimentos convectivos, responsáveis pela formação de cumulonimbus, com grande concentração de cristais de gelo.

Tornados: são fenômenos meteorológicos caracterizados pela enorme velocidade do giro do vento que se produz pelo funil ou tromba que descende de uma nuvem convectiva (cumulonim-bus). Se o fenômeno se produz sobre superfícies líquidas, é denominado “tromba d’água”; se so-bre superfícies sólidas, “tornado”. O vento alcan-ça velocidades impossíveis de se medir com os anemômetros – entre 160 e mais de 500 km/h. O diâmetro do funil é da ordem de dezenas a cen-tenas de metros, porém, o gradiente horizontal de pressão é brutal. A capacidade destrutiva dos tornados deve-se a três fatores: velocidade dos ventos, contrastes de pressão e violência do fenô-meno de sucção.

Furacões: são grandes turbilhões atmos-féricos girando em sentido ciclônico (horário no hemisfério sul e anti-horário no hemisfério norte) em velocidades que podem ultrapassar 250 km/h. As principais áreas de ocorrência no hemisfério norte são especialmente: golfo do México, Ocea-no Índico e Pacífico Ocidental. No hemisfério sul, os furacões se concentram no Pacífico, nas áreas de correntes marítimas quentes.

O mais catastrófico furacão até hoje regis-trado foi o que assolou a costa de Bangladesh, na noite de 12 para 13 de novembro de 1970, pro-vocando 300 mil mortes. Os furacões originam-se nos oceanos, onde se associam dois fatores prin-cipais: temperaturas elevadas das águas superfi-ciais e baixa súbita de pressão.

El Niño: é um fenômeno caracterizado pelo aquecimento incomum das águas oceâni-cas do Pacífico nas proximidades do continente sul-americano e, mais intensamente, na costa do Peru. Trata-se de um aumento da ordem de 4 a 6 °C acima da média térmica das correntes quentes que aí circulam.

Embora ocorra nessa localidade, os efeitos desse fenômeno podem ter dimensões planetá-rias, uma vez que há interação das águas super-ficiais do Oceano Pacífico com a atmosfera, oca-sionando efeitos nas costas leste (Taiti e Polinésia



Francesa) e oeste (Darwin, Austrália) dessa gran-de massa líquida.

As origens da ocorrência do El Niño ainda não são totalmente conhecidas, mas estudiosos concordam que a interação entre o oceano e a atmosfera é que gera efeitos de escala global. O aumento dos fluxos de calor sensível e de vapor d’água da superfície do Oceano Pacífico para a at-mosfera provoca mudanças na circulação atmos-férica e na precipitação em escalas regional e glo-bal e, consequentemente, mudanças climáticas e nas condições meteorológicas de várias partes do mundo, como secas anormais, ou o contrário, precipitações a níveis extremamente altos em re-lação às normais locais; perdas agrícolas; prejuí-zos à pesca, sobretudo no Peru; etc.

No Brasil, o El Niño provoca precipitações abundantes na Região Sul; aumento das tempe-

raturas nas Regiões Sul e Sudeste; intensificação das secas no Nordeste; reduções de chuvas no norte do país.

La Niña: é caracterizada como o processo contrário do El Niño, ou seja, um resfriamento anormal das águas do Oceano Pacífico, gerando também impactos nas atividades humanas. Ocor-re quando a porção leste do Pacífico fica sujeita ao aumento anormal das pressões, que geral-mente são elevadas.

Os episódios La Niña, algumas vezes, fa-vorecem a chegada de frentes frias até a Região Nordeste do Brasil, principalmente no litoral da Bahia, Sergipe e Alagoas. No Centro-sul do Brasil, as frentes frias têm sua passagem mais rápida que o normal e com mais força.


Caro(a) aluno(a),

Definimos, neste capítulo, conceitos importantes para a compreensão das mudanças climáticas, muitas destas associadas às atividades humanas, principalmente no que diz respeito à emissão de po-luentes na atmosfera, à impermeabilização do solo etc., sendo responsáveis pelo aumento das tempera-turas terrestres, causando o que os estudiosos chamam de “aquecimento global”.

Vimos, ainda, que alguns fenômenos climáticos mais extremos, chamados de “calamidades meteo-rológicas”, geram consequências para a humanidade. São o granizo, as chuvas intensas ou as secas; os tornados ou os furacões; além do El Niño e da La Niña.

Em escala global, essas calamidades provocam prejuízos ambientais, perdas materiais e, em conse-quências mais drásticas, até mortes.



1. Diferencie El Niño de La Niña.

2. Segundo o IPCC, quais são as evidências do aquecimento global?

3. Quais são os impactos gerados pelas secas?


CAPÍTULO 1

1. Embora muitas vezes utilizados como sinônimos, tempo e clima têm definições diferentes: o tempo atmosférico é o estado atual ou momentâneo da atmosfera em determinado lugar e instante – por exemplo: “O tempo, hoje, está frio e chuvoso”. Já o clima é tido como a sucessão dos tipos de tempo, determinado em longo período (30 anos, de acordo com a OMM) e carac-terizado de acordo com as interações entre o espaço geográfico e os elementos climáticos nele atuantes.

2. A Climatologia é a ciência que se dedica ao estudo do clima. Trata-se de um importante ramo da Geografia e parte integrante da Meteorologia. Situa-se entre as ciências humanas (Geogra-fia) e as ciências naturais (Física – Meteorologia).

A Meteorologia está relacionada aos estudos físico, dinâmico e químico da atmosfera, bem como às interações entre eles. A Climatologia é voltada à espacialização dos elementos e fenô-menos atmosféricos e, dessa forma, tem como propósito analisar a interação entre a superfície, a sociedade e a natureza. Ambas relacionam-se entre si.

3. As mais importantes conceituações sobre o clima foram realizadas por Hann (1882), Köppen (1906) e Sorre (1934). O primeiro definiu o clima como o conjunto de fenômenos meteorológi-cos que caracterizam o estado médio da atmosfera sobre um ponto de superfície terrestre. O segundo, como o estado médio e o processo ordinário do tempo em um lugar determinado, tendo em conta que o tempo muda, porém o clima se mantém constante. E o terceiro caracte-rizou o clima como o ambiente atmosférico constituído pela série de estados da atmosfera em determinado lugar e sua sucessão habitual. Em 1959, a OMM organizou todos os conhecimen-tos sobre o clima e propôs uma definição sintética e abrangente: “Clima é o conjunto flutuante das condições atmosféricas caracterizadas pelos estados e evolução do tempo no curso de um período suficientemente longo”.

CAPÍTULO 2

1. A atmosfera é composta de: 78,08% de Nitrogênio (N2); 20,94% de Oxigênio (O2); 0,93% de Argônio (Ar); 0,035% de Dióxido de carbono (CO2), podendo ser variável; 0,0018% de Hélio (He); 0,00006% de Ozônio (O3); 0,00005% de Hidrogênio (H); além de indícios de Criptônio (Kr), Metano (CH4), Xenônio (Xe).

2. A atmosfera é composta por: troposfera, tropopausa, estratosfera, ionosfera, ou termosfera, exosfera e magnetosfera.

RESPOSTAS COMENTADAS DAS ATIVIDADES PROPOSTAS



3. A camada de ozônio, que corresponde à região da atmosfera em que há maior concentração de moléculas de ozônio, absorve parte da radiação ultravioleta do Sol nociva à vida.

CAPÍTULO 3

1. O Sistema Superfície-Atmosfera é o local onde ocorrem as interações entre a superfície terres-tre e a atmosfera, correspondendo a uma zona de interface entre elas, na qual os fenômenos atmosféricos que nela ocorrem são resultantes dos processos de transferência, armazenamen-to e transformação de energia e matéria.

2. Os responsáveis pelo fluxo da energia do Sistema Superfície-Atmosfera são: radiação, condu-ção, convecção, advecção e condensação.

3. A radiação solar corresponde à emissão de energia sob a forma de ondas eletromagnéticas que se propagam à velocidade da luz. A radiação solar incidente em um ponto da superfície da Terra pode vir diretamente do Sol; nesse caso, é chamada de “radiação direta”. Também pode decorrer da reflexão causada pelas nuvens, poeiras, gases etc., encontrados na atmosfera, em uma ação de espalhamento da atmosfera, ocasionando a radiação difusa.

CAPÍTULO 4

1. As escalas termométricas mais utilizadas para a medição do ar atmosférico são: Celsius, Fahre-nheit e Kelvin.

2. Resposta: alternativa a = 10 °C.

Se a fórmula para a conversão da escala Celsius para a escala Fahrenheit é: °C/5 = ºF – 32 / 9, então temos:

°C / 5 = (50 – 32) / 9

°C / 5 = 18 / 9

°C = 2 x 5

°C = 10.

3. As temperaturas podem variar de modo temporal, podendo ser consideradas em tempo ins-tantâneo, tempo real, valores médios, máximos, mínimos e valores normais; e de modo es-pacial, de acordo com a localização latitudinal dos lugares, bem como com a intensidade da radiação solar absorvida e, ainda, com a interação com os aspectos geográficos locais, como a altitude, a continentalidade, a maritimidade etc.

CAPÍTULO 5

1. A maritimidade é caracterizada pela proximidade de um determinado lugar em relação ao mar; traduz o efeito do oceano, que atua como regulador térmico. A continentalidade expressa a distância de determinada área em relação às grandes massas líquidas da Terra; por essa razão, tende a apresentar rápido aquecimento ou resfriamento.



2. A vegetação desempenha um importante papel regulador de temperatura e de umidade, de-vido à sua capacidade de absorver radiação solar e de intensificar a evaporação mediante sua transpiração (evapotranspiração). Favorece temperaturas mais amenas e maior umidade at-mosférica.

3. A latitude é um importante fator climático. Mediante a inclinação do eixo, indica as diferenças na distribuição da radiação solar a partir de faixas climáticas.

CAPÍTULO 6

1. A umidade atmosférica, ou umidade do ar, é o teor de vapor d’água presente na atmosfera.

2. As nuvens resultam de movimentos verticais do ar úmido por processos convectivos ou adiabá-ticos; são fenômenos meteorológicos. Trata-se de aglomerados de partículas de água, líquidas e/ou sólidas, em suspensão na atmosfera, formados a partir da condensação ou sublimação do vapor d’água. Podem ser classificadas de acordo com o seu aspecto físico como cumuliformes, estratiformes ou cirriformes. De acordo com sua altura em relação à superfície do solo, podem ser classificadas como baixas, médias, altas ou de grande desenvolvimento vertical.

3. Chuva é a precipitação na forma líquida. As chuvas podem ser classificadas como: convectivas – resultam do forte aquecimento do ar por convecção e caracterizam-se por movimentos as-censionais que elevam o ar úmido; frontais (ciclonais) – formam-se pela ascensão forçada de ar úmido ao longo das frentes; orográficas (de relevo) – são geradas por meio da elevação forçada de ar úmido sobre terrenos elevados.

CAPÍTULO 7

1. A pressão atmosférica é definida como o peso exercido por uma coluna vertical de ar sobre a superfície.

2. As áreas de baixa pressão são denominadas “ciclones”. Apresentam pressões menores em dire-ção ao seu núcleo e circulação convergente (sentido anti-horário no hemisfério norte e horário no hemisfério sul). Indicam tempo instável devido à confluência e à ascensão dos fluxos de ar. As áreas de alta pressão são denominadas “anticiclones”. Mostram pressões maiores no centro de origem e circulação divergente (sentido horário no hemisfério norte e anti-horário no he-misfério sul). Apresentam tempo estável (quente ou frio) devido à subsidência (descida) do ar.

3. Os ventos são os movimentos horizontais, ou advectivos, do ar. Os movimentos atmosféricos em macroescala, que definem as zonas climáticas e determinam os tipos de tempo, são deno-minados “circulação geral da atmosfera”. Os ventos podem ser classificados como barostróficos, quando fluem exclusivamente devido ao gradiente de pressão, em pequenas distâncias, ou como geostróficos, associados ao movimento de rotação da Terra e ao gradiente de pressão, em grandes distâncias.



CAPÍTULO 8

1. As massas de ar são porções da atmosfera de grandes dimensões que apresentam característi-cas homogêneas em relação à temperatura e à umidade.

2. As massas de ar são representadas cartograficamente a partir de letras que indicam conjunta-mente todas as suas características: umidade, região de origem e temperatura.

3. Frentes são áreas de baixa pressão entre as massas de ar e geram instabilidade atmosférica, muita nebulosidade e precipitação. As frentes estão na transição de massas de ar diferentes; representam descontinuidades térmicas, de umidade.

CAPÍTULO 9

1. A tecnologia tem grande importância para a ciência meteorológica. Diversos instrumentos, aparelhos e técnicas foram criados ao longo do tempo para facilitar medições, registros, previ-sões meteorológicas e representações dos fenômenos climáticos, como satélites, sistemas de sondagens, radares meteorológicos etc.

2. A maioria dos satélites é instalada com radiômetros especiais, que permitem captar: radiação infravermelha (IR), radiação infravermelha de absorção do vapor d’água (WV) e radiação visível (VIS).

3. As cartas sinóticas são representações cartográficas dos sistemas meteorológicos para análises climatológicas e previsão do tempo. São plotadas com dados meteorológicos coletados em horas padrão a partir de estações meteorológicas de superfície de diferentes origens – aero-náuticas, agrícolas etc. –, além de dados da superfície do mar, obtidos de estações costeiras, boias e navios.

CAPÍTULO 10

1. As classificações climáticas sintetizam as informações disponíveis sobre as características cli-máticas de uma localidade. Elas devem mostrar de forma clara e sistemática as semelhanças e diferenças entre áreas adjacentes ou separadas, utilizando uma escala que se enquadre aos objetivos propostos, bem como aos dados disponíveis.

2. Köppen baseou-se, principalmente, nas grandes associações vegetais, nos limites térmicos e pluviométricos e nas características das estações. Utilizou, em especial, valores médios, não levando em conta, portanto, a gênese do processo climático.

3. Strahler fundamentou-se na origem dos fenômenos meteorológicos para determinar e carac-terizar tipos de climas, os quais são baseados na atuação das áreas fonte de massas de ar e no movimento destas e das frentes.



CAPÍTULO 11

1. A poluição atmosférica afeta a qualidade ambiental e pode gerar doenças respiratórias nos habitantes das cidades.

2. A chuva ácida refere-se à deposição úmida de constituintes ácidos presentes na atmosfera, os quais se dissolvem nas nuvens e nas gotas de chuva para formar uma solução com pH inferior a 5,6, o que indica maior acidez do que em sua normalidade.

3. A inversão térmica é um processo que ocorre quando a superfície do solo não se aquece sufi-cientemente para promover a expansão e a ascensão das camadas de ar que estão em contato direto com ela. Nesses casos, uma camada de ar mais quente se sobrepõe à outra mais fria, di-ficultando a movimentação vertical na atmosfera e favorecendo a concentração de poluentes nas camadas mais próximas à superfície.

CAPÍTULO 12

1. O El Niño é um fenômeno caracterizado pelo aquecimento incomum das águas oceânicas do Pacífico nas proximidades do continente sul-americano e, mais intensamente, na costa do Peru. Já a La Niña é o contrário do El Niño, ou seja, refere-se a um resfriamento anormal das águas do Oceano Pacífico. Ambos geram impactos nas atividades humanas.

2. As evidências do aquecimento global, segundo o IPCC, são: aumento da temperatura global, no século XX, em aproximadamente 0,6 °C; elevação da temperatura, nas quatro últimas dé-cadas, da superfície até aproximadamente 8 km de altitude, isso porque pode ter sido afetado pelo ozônio estratosférico, por aerossóis atmosféricos e pelo fenômeno El Niño; diminuição de cerca de 10% da cobertura de gelo e neve desde a década de 1960; aumento do nível médio do mar e de seu gradiente térmico, em escala global; o fato de o efeito estufa, um fenômeno natural, ter-se ampliado devido ao aumento de gases vinculados principalmente à queima de combustíveis fósseis, a queimadas etc.

3. As secas provocam traumas ambientais, como a desertificação, o empobrecimento dos solos, o desaparecimento da vegetação, entre outros, gerando graves consequências econômicas e sociais.


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REFERÊNCIAS

climatologia

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