elementos climáticos climatologia – módulo i curso de meteorologia ifsc florianópolis

Elementos climáticos

Climatologia – Módulo I Curso de Meteorologia

IFSC Florianópolis

Fato

res Clim

áticos

Fato

res Clim

áticos

Os fatores climáticos podem ser definidos como agentes que determinam em um dado lugar, o regime de cada

elemento do clima.

Astronômicos Latitude

ContinentalidadeTopografia

Correntes Marítimas Massas de Ar

Elem

ento

s Clim

áticos

Elem

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s Clim

áticos

Pressão Atmosférica Ventos

Umidade do ar Evaporação

Nuvens Precipitação

Radiação Solar Temperatura do Ar

“Os elementos climáticos são responsáveis pela produçãode tipos e variedades do tempo e clima.”

Rad

iação S

olar

Rad

iação S

olar

A Radiação Solar chega a atmosfera em todos os comprimentos de ondas e freqüência, principalmente entre 0,2 e 3,0 m.

... é o intervalo completo da radiação eletromagnética.

Espectro Eletromagnético...Espectro Eletromagnético...

Comprimento de onda

Energia

Comprimento de onda

Energia

Rad

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olar

Rad

iação S

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Onda Curta (Sol) x Onda Longa (Terra)

Rad

iação S

olar

Rad

iação S

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Piranômetro:

Mede a radiação solar global ou difusa.

Pireliógrafo:

Instrumento para registrar a radiação solar direta.

INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA MEDIR O FLUXO DE RADIAÇAO SOLAR (ONDA CURTA)

Piranômetro com anel de sombreamento:

Mede a radiação solar difusa.

Rad

iação S

olar

Rad

iação S

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INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA MEDIR O FLUXO DE RADIAÇAO SOLAR (ONDA CURTA)

Actinógrafo ou Piranógrafo

Instrumento registrador do fluxo de radiação solar.

Unidade: cal/min/cm2

Estação Meteorlógica do IFSC

Rad

iação S

olar

Rad

iação S

olar

Heliógrafo:

Instrumento que registra a duração da insolação ou tempo brilho solar, em horas.

Outros instrumentos relacionados à radiação

Pirgeômetro: mede o fluxo de radiação terrestre (onda longa).

Saldo-radiômetro: mede o balanço de radiação na superfície: solar + terrestre

Unidades de medida dos medidores de fluxo de radiação

• Fluxo de radiação é dado em potência (energia por unidade de tempo) por unidade de área.

• Unidades: 1 cal/min/cm2 ≈ 700 J/s/m2 ≈ 700 watt/m2

1 m

1 m

Área = 1 m2

Energia/tempo

Rad

iação S

olar

Rad

iação S

olar

Elem

ento

s Clim

áticos

Elem

ento

s Clim

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Tem

peratu

ra do

Ar

Tem

peratu

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Ar

Temperatura do ar é o valor lido em um termômetro que é exposto ao ar abrigado da radiação solar direta.

Temperatura é uma grandeza física que mede o nível de agitação das moléculas que constituem o corpo.

TEMPERATURA x TEMPERATURA DO ARTEMPERATURA x TEMPERATURA DO AR

Vejamos o que acontece com o termômetro... Vejamos o que acontece com o termômetro...

Moléculas com pouca velocidade

Moléculas com muita velocidade

Tem

peratu

ra do

Ar

Tem

peratu

ra do

Ar

Como se obtém o valor da temperatura do ar?

Existem normas de mediçãonormas de medição para que possa comparar medidas de locais diferentes. A medida deve ser feita à sombra, a 1,5m de altura da superfície com grama, com pouca ventilação e sem interferência artificial.

Ponto de ebulição da água

Valor da temperatura desejado

Ponto de fusão do gelo

Escalas de temperatura utilizadas

Grau Celsius ou Centígrado (°C ) Fahrenheit (ºF) Kelvin (K)

No Brasil é adotadoa unidade de °C

Tem

peratu

ra do

Ar

Tem

peratu

ra do

Ar

19,919,9

28,528,5

13,513,5

23,523,5

Ciclo Diário da Temperatura do ArSão José dos Campos – SP (1974-1997)

Função do movimento de rotação da Terra; Temperatura mínima entre 6 e 8 horas; Temperatura máxima entre 15 e 16 horas.

Tem

peratu

ra do

Ar

Tem

peratu

ra do

Ar

Ciclo Mensal da Temperatura do ArSão José dos Campos – SP (1974-1997)

Função do movimento de translação da Terra; Temperatura máxima em Fevereiro; Temperatura mínima entre Junho e Julho.

23,823,8

17,017,0

Tem

peratu

ra do

Ar

Tem

peratu

ra do

Ar

Tem

peratu

ra do

Ar

Tem

peratu

ra do

Ar

Termógrafo: Registra a temperatura do ar.

Termômetro de máxima e mínima: Indicam as temperaturas máxima e mínima do ar (°C) ocorridas no dia.

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s Clim

áticos

Elem

ento

s Clim

áticos






Pressão

Atm

osférica

Pressão

Atm

osférica

O que é Pressão Atmosférica? O que é Pressão Atmosférica? É a pressão exercida pela atmosfera sobre qualquer superfície, em virtude de seu peso. Equivale ao peso (força peso) de uma coluna de ar com 1 m2 de base que se estende desde um nível dado até o limite superior da atmosfera.

Suas características:Suas características:

A pressão atmosférica também tem uma relação com a temperatura.

A pressão atmosférica com o altitude;

O instrumento utilizado para medir a pressão é o barômetro de mercúrio, barômetro aneróide ou o barógrafo;

Ao nível do mar, a pressão atmosférica é, em média, de 760 mmHg 1 atm 1013 hPa que corresponde ao peso de uma coluna de mercúrio de 760 mm de altura;

Pressão

Atm

osférica

Pressão

Atm

osférica

PRESSÃO ATMOSFÉRICA x TEMPERATURAPRESSÃO ATMOSFÉRICA x TEMPERATURA

Com a radiação solar incidindo sobre uma superfície o solo irá ser aquecido, assim, o ar próximo desse solo também será aquecido;

Ao ser aquecer, o ar quente irá subir para a atmosfera, pois ele está menos denso que o ar vizinho;

Pressão

Atm

osférica

Pressão

Atm

osférica

Quando o ar quente está subindo a pressão sobre a superfície irá diminuir, formando o núcleo de baixo valor de pressão em relação à vizinhança;

Esse núcleo é denominado baixa.

PRESSÃO ATMOSFÉRICA x TEMPERATURAPRESSÃO ATMOSFÉRICA x TEMPERATURA

O contrário ocorre quando o ar frio desce, a pressão sobre a superfície irá aumentar, formando o núcleo de alto valor de pressão em relação a vizinhança;

Esse núcleo é denominado alta pressão.

Pressão

Atm

osférica

Pressão

Atm

osférica

Tipos de instrumentos utilizados:Tipos de instrumentos utilizados:

• Barômetro Barômetro (primeiro instrumento meteorológico inventado por Torricelli, 1643 DC)

• Barógrafo

Barógrafo

1. A mola aneróide expande e retrai com a variação da pressão.

2. A alavanca transfere o movimento para a pena.

3. A pena move-se de acordo com o movimento do aneróide.

4. O movimento da pena registra no gráfico a variação da pressão no decorrer do tempo.

Elem

ento

s Clim

áticos

Elem

ento

s Clim

áticos






O que são ventos?O que são ventos? São deslocamentos de ar das zonas de alta pressão para as zonas de baixa pressão.A diferença entre as pressões atmosféricas dessas regiões determina a velocidade do vento.

Célula de Hadley

Ven

tos

Ven

tos

A velocidade do vento é medida em metros por segundo, por um aparelho chamado anemômetro. A biruta ou o anemoscópio são usados para indicar a direção e o sentido do vento.

Anemômetro Anemômetro Digital Biruta

Anenoscópio

“Os ventos podem ser constantes, ou regulares, periódicos, variáveis, ou irregulares

e locais”.

Ven

tos

Ven

tos

PRINCIPAIS TIPOS DE VENTOS:PRINCIPAIS TIPOS DE VENTOS:

Constantes:Constantes: alísio contra-alísio

Periódicos:Periódicos: brisa monção

Variáveis ou irregularesVariáveis ou irregulares:: locais

Ven

tos

Ven

tos

ALÍSIOS E CONTRA-ALÍSIOS

Alísios são os ventos que sopram constantemente dos trópicos para o equador, em superfície e baixos níveis.

Os alísios são ventos que transportam umidade. Sua convergência em baixos níveis na região equatorial provoca chuvas intensas.

• Ventos Alísios (baixos níveis)

EscalasEspacial: globalCiclo sazonal

Ven

tos co

nstan

tesV

ento

s con

stantes

Os contra-alísios sopram do equador para os trópicos, em altos níveis.

Os contra-alísios são ventos secos e responsáveis pelas regiões de calmaria e sem a presença de nuvens que geralmente ocorrem ao longo dos trópicos.

Os maiores desertos da Terra se encontram juntos a essas zonas de calmaria nos trópicos.• Ventos Contra-alísio (altos níveis)

Ven

tos co

nstan

tesV

ento

s con

stantes

Zona de convergência intertropical

OC refletida OL emitida

MONÇÕESMONÇÕES

São ventos que invertem de sentido numa escala sazonal (ciclo dãs estações do ano). Por exemplo as monções no sudeste asiático. Escala espacial continental e ciclo sazonal.

• Monções Marítimas: sopram do Oceano Índico para o continente e provocam chuvas excessivas na Índia e sudeste asiático, causando enchentes e inundações.

• Monções continentais: sopram do continente para o Oceano Índico e provocam estiagens ou secas prolongadas na Índia e no sudeste da Ásia.

Ven

tos p

eriód

icos

Ven

tos p

eriód

icos

Brisa Marítima Brisa Terrestre

Escala espacial: local (costeiro)Escala temporal: ciclo diurno

AS BRISASAS BRISAS

As brisas são ventos periódicos que sopram , durante o dia, do mar para o continente e, durante a noite, do continente para o mar devido ao efeito do aquecimento diferencial entre os dois tipos de superfície.

Ven

tos p

eriód

icoV

ento

s perió

dico

Elem

ento

s Clim

áticos

Elem

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Um

idad

e do

Ar

Um

idad

e do

Ar

““A capacidade do ar de reter vapor d´água depende da A capacidade do ar de reter vapor d´água depende da sua temperatura.sua temperatura.””

• temperatura - temperatura - capacidade de reter vapor capacidade de reter vapor

• temperatura -temperatura - capacidade de reter vapor capacidade de reter vapor

UR = quantidade de vapor = [%] quantidade máxima (Tar)

Um

idad

e do

Ar

Um

idad

e do

Ar

Ciclo diurno de umidade e temperatura do arCiclo diurno de umidade e temperatura do ar

UR = quantidade de vapor = [%] quantidade máxima (Tar)

Elem

ento

s Clim

áticos

Elem

ento

s Clim

áticos






EvaporaçãoEvaporação passagem da água da fase líquida para gasosa (vapor) que deve acontecer em regiões com disponibilidade de água (superfície líquida, com vegetação, por evapotranspiração, solos úmidos) e capacidade do ar em reter umidade (baixa umidade relativa e pelos ventos.

A evaporação é um componente do ciclo hidrológico

Evap

oração

Evap

oração

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ento

s Clim

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Elem

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s Clim

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Nu

vens

Nu

vens

Definição:Definição: As nuvens são a umidade do ar condensada (passa do estado de vapor para líquido). São constituídas por gotículas d'água e/ou cristais de gelo.

Classificação:Classificação: Nuvens Altas: base acima de 6km de altura – sólidas; Tipos: Cirrus (Ci), Cirrustratus (Cs) Cirruscumulus (Cc);

Nuvens Médias: base entre 2 a 4 km de altura nos pólos, entre 2 a 7 km em latitudes médias, e entre 2 a 8 km no equador - líquidas e mistas; Tipos: Altocumulus (Ac), Altostratus (As) e Nimbustratus (Ns);

Nuvens Baixas: base até 2km de altura – líquidas Tipos: Cumulus (Cu), Stratus (St), Stratocumulus (Sc) e

Cumulunimbus (Cb).

Nu

vens

Nu

vens

• Cirruscumulus (Cc)

• Cirrustratus (Cs)

• Cirrus (Ci)

Nuvens AltasNuvens Altas

Nu

vens

Nu

vens

• Altostratus (As)

• Altocumulus (Ac)

Nuvens MédiasNuvens Médias

• Nimbustratus (Ns)

Nu

vens

Nu

vens

• Cumulunimbus (Cb)

•Stratocumulus (Sc)• Cumulus (Cu)

Nuvens BaixasNuvens Baixas

• Stratus (St)

Elem

ento

s Clim

áticos

Elem

ento

s Clim

áticos






Precipitação• Caracteriza-se como precipitação qualquer forma de

deposição de água na superfície no estado líquido ou sólido: chuva, queda de granizo, geada, orvalho, garoa, entre outras formas.

• A precipitação é um componente do ciclo hidrológico.

Orvalho Nevoa úmida Nevoeiro Chuva Granizo Neve

Precip

itaçãoP

recipitação

• Convectivas:Ocorre devido ao aquecimento intenso da superfície e à evaporação.Ao aquecer, a superfície aquece o ar em baixos níveis.Aumentando a temperatura e a umidade, esse ar tende a ficar menos denso e a subir, gerando os movimentos convectivos (plumas).Esses movimentos se intensificam, levando vapor para altos níveis, o qual condensa e vem a precipitar posteriormente.

TIPOS DE PRECIPITAÇÃO:TIPOS DE PRECIPITAÇÃO:

Precip

itaçãoP

recipitação

• Convectivas:Atmosfera instável (ar frio sobre ar quente)Nuvens com maior desenvolvimento vertical e friasEscala espacial: unidades a dezenas de km.Intensidade das chuvas: moderada a alta.Curta duração: minutos a algumas horas.


Precip

itaçãoP

recipitação

• Estratiformes:Atmosfera estávelAporte de umidade de ventos úmidosNuvens baixas e quentesEscala espacial de dezenas a centenas de km;Intensidade da chuva: fraca a moderadaLonga duração: de horas a dias, podendo haver intervalos.


Precip

itaçãoP

recipitação

• Orográficas:Ocasionada pela topografia.Uma massa de ar umido ao encontrar um obstáculo pode ser forçada a subir para maiores altitudes.Ao subir o ar se resfria, condensando e precipitando.Escala espacial: unidades a dezenas de kmDuração: algumas horasIntensidade: variável

TIPOS DE FORMAÇÃO:TIPOS DE FORMAÇÃO:

Climatologia Curso Técnico de Climatologia Curso Técnico de MeteorologiaMeteorologia

Atm

osfera T

errestreA

tmo

sfera Terrestre

O que é atmosfera?

É uma camada de ar que possui cerca de 700 km de espessura, onde exerce uma pressão sobre a superfície da Terra.

A palavra atmosfera em grego significa “esfera de vapor”.

Qual a sua importância na nossa vida?

Atm

osfera T

errestreA

tmo

sfera Terrestre

Composição da Atmosfera (20 km)

Outros gases de procedência industrial;

Partículas sólidas procedentes de

combustões (fumaças);

Areias transportadas pelo vento;

Pequenos cristais de sal, desprendidos do mar.

Ar seco

Gás Volume

Nitrogênio (N) 78,08

Oxigênio (O) 20,94

Argônio (Ar) 0,93

Dióxido de Carbono (CO2)

0,03 (variável)

Hélio (He) 0,0018

Ozônio (O3) 0,00006

Hidrogênio (H) 0,00005

Criptônio (Kr) indício

Metano (CH4) indícios

Xenônio (Xe) indícios

Cam

adas d

a Atm

osfera

Cam

adas d

a Atm

osfera

Exosfera

Fato

res Clim

áticos

Fato

res Clim

áticos

Os fatores climáticos podem ser definidos como agentes que determinam em um dado lugar, o regime vigente

para cada elemento climático.

Astronômicos Latitude

ContinentalidadeTopografia

Correntes Marítimas Massas de Ar

Elem

ento

s Clim

áticos

Elem

ento

s Clim

áticos






É através dos elementos climáticos que conseguimos“traduzir” o estado e as características da atmosfera.

MOVIMENTO DE ROTAÇÃOMOVIMENTO DE ROTAÇÃO

Dia e noite;

Fuso horário;

Coriólis;

Deformação da Terra;

Astro

nô

mico

Astro

nô

mico

MOVIMENTO DE TRANSLAÇÃOMOVIMENTO DE TRANSLAÇÃO

Astro

nô

mico

Astro

nô

mico

Estações do ano;

Ano bissexto (365d 5h 48m 48s);

Equinócio de 23 de Setembro: Os raios solares incidem diretamente no equador, proporcionando igual duração dos dias e das noites nos dois hemisférios. No hemisfério sul ocorre a estação da primavera.

Astro

nô

mico

Astro

nô

mico

A inclinação da Terra deu origem as Estações do Ano

Solstício de 21 de Dezembro: Os raios solares incidem diretamente na latitude do Trópico de Capricórnio, sendo, portanto, o verão no hemisfério sul. Os dias são mais longos e as noites mais curtas.


Astro

nô

mico

Astro

nô

mico


Equinócio de 21 de Março: Os raios solares incidem diretamente sobre o Equador, proporcionando igual duração dos dias e das noites nos dois hemisférios. Ocorrendo o outono no hemisfério sul.

Astro

nô

mico

Astro

nô

mico

Solstício de 21 de Junho: Os raio solares incidem diretamente sobre o Trópico de Câncer, no hemisfério norte, sendo, portanto, o inverno no hemisfério sul. Os dias são mais curtos e as noites mais longas no hemisfério sul.


Astro

nô

mico

Astro

nô

mico

MOVIMENTO DE TRANSLAÇÃOMOVIMENTO DE TRANSLAÇÃO

Astro

nô

mico

Astro

nô

mico

Movimento de precessão: giro do eixo de rotação da Terra em torno de um eixo central

Prof. Bockzo - IAG/USP

Ciclo completo ~ 26.000 anos

Astro

nô

mico

Astro

nô

mico

Obliquidade: variação da inclinação do eixo de rotação


Ciclo completo ~ 41.000 anos

Astro

nô

mico

Astro

nô

mico

Excentricidade (e=f/a) da trajetória de translação

Excentricidade mínima = 0,005 Excentricidade máxima= 0,058

Excentricidade média= 0,028Excentricidade atual=0,017Ciclo completo ~ 400.000 anos


O Ciclo de Milankoch (geofísico e astrônomo servio) descreveu os efeitos nas mudanças de movimentos astronômicos da Terra sobre o clima.

Latitu

de

Latitu

de

menor latitude = maior temperatura

A área irradiada é maior em latitudes maisaltas, onde os raios solares incidem nasuperfície co alguma inclinação.

maior latitude = menor temperatura

Latitu

de

Latitu

de

Sol no zênite; Máxima energia por área; Maior aquecimento.

Raios inclinados; Menor energia por área; Menor aquecimento.

To

po

grafia

To

po

grafia

Altitu

de

Altitu

de

menor densidade do armenor densidade do ar

alto - temperatura; baixo - temperatura;

maior densidade do armaior densidade do ar

Pressão x Altura

Co

ntin

entalid

ade

Co

ntin

entalid

ade

Porção terra-águaPorção terra-água

Hemisfério Norte – Verão e Inverno rigorososHemisfério Sul – Verão e Inverno moderados

Co

rrentes M

arítimas

Co

rrentes M

arítimas

CORRENTE QUENTECORRENTE QUENTE CORRENTE FRIACORRENTE FRIA

Co

rrentes M

arítimas

Co

rrentes M

arítimas

1- C. do Brasil

1

CORRENTE QUENTECORRENTE QUENTE

22

2

2- C. Sul-Equatorial

3

3- C. das Guianas

4

4- C. do Pacífico Sul

5

5- C. do Golfo

6 6

6- C. Norte-Equatorial

7

7- C. do Atlântico Norte

8

8- C. de Madagascar

9

9- C. das Monções

10

10- C. do Japão

11

11- C. Australiana

Co

rrentes M

arítimas

Co

rrentes M

arítimas

1- C. do Atlântico Sul

1

CORRENTE FRIACORRENTE FRIA

2- C. do Peru

2

3- C. das Falkland

3

4- C. Antártica

4

4

6- C. das Canárias

6

5- C. da Califórnia

5

7- C. do Labrador

7

8- C. da Groelândia

8

9- C. Oiasivo

9

Massas d

e arM

assas de ar

Massas d

e arM

assas de ar

Tipos: Equatorial (E); Continental(C); Atlântico (A);Pacífico(P)

Massas d

e arM

assas de ar Tipos:

Equatorial (E); Continental(C); Atlântico (A); Pacífico(P) Tropical (T)

Massas d

e arM

assas de ar

Tipos: Equatorial; Tropical; Polar.

Tipos: Equatorial (E); Continental(C); Atlântico (A);Tropical (T)Polar (P)

FIM!FIM!

elementos climáticos climatologia – módulo i curso de meteorologia ifsc florianópolis

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