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TÓPI

CO

Licenciatura em ciências · USP/ Univesp

Introdução 11.1 Definição de tempo e clima 11.2 Fatores ou controles climáticos 11.3 Modelos de classificação climática

11.3.1 Modelos de classificação genética 11.3.2 Modelos de classificação empírica

Rita Yuri Ynoue, Michelle S. Reboita, Tércio Ambrizzi, Gyrlene A. M. da Silva e Nathalie T. Boiaski

ClASSIFICAçãO ClIMáTICA11

Met

eoro

logi

a

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Meteorologia AMBIENTE NA TERRA

licenciatura em Ciências · USP/Univesp

Introdução Este tópico apresenta a definição de clima e sua diferença em relação ao tempo atmosférico, os

fatores que o controlam e, por fim, um resumo das diferentes classificações climáticas existentes.

11.1 Definição de tempo e clima

As informações utilizadas para a determinação do clima são obtidas principalmente de

estações meteorológicas que registram as variáveis atmosféricas (temperatura do ar, umidade

relativa, pressão atmosférica, precipitação, entre outras). A Organização Meteorológica

Mundial (WMO, em inglês, 1983) define como clima a média destas variáveis com períodos

de 30 anos, bem como estabelece tais períodos (1931-1960, 1961-1990, 1991-2020 etc.),

que são denominados normais climatológicas e possibilitam a comparação entre os dados

coletados em diversas partes do planeta.

11.2 Fatores ou controles climáticos Se a superfície terrestre fosse completamente homogênea, o mapa dos climas do globo seria

composto por uma série de bandas latitudinais mostrando as temperaturas mais frias nos polos

e mais quentes no equador. Como a superfície terrestre não é homogênea, diferentes fatores

ou controles climáticos fazem com que numa mesma latitude ocorram climas variados. Os

fatores climáticos correspondem aos mesmos “controles de temperatura” apresentados no tópico

“Temperatura”. Entretanto, vale a pena apresentá-los aqui, novamente, de forma resumida.

O termo tempo é utilizado para se referir ao estado momentâneo da atmos-fera (uma manhã ensolarada, uma tarde nublada ou chuvosa etc.), enquanto o termo clima se refere ao estado médio da atmosfera, que é obtido através da média dos eventos de tempo durante um longo período (meses, anos, séculos).

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TÓPICO 11 Classificação Climática


Latitude: as regiões mais próximas do equador recebem mais energia (portanto, são mais

quentes) do que as mais afastadas, em função do ângulo de incidência dos raios solares sobre a

superfície do planeta (Figura 11.1).

Altitude: regiões mais afastadas da superfície são mais frias do que aquelas próximas ao

NMM, isso ocorre devido ao fato de a temperatura do ar decrescer com a altitude até apro-

ximadamente 10 km de altura. A superfície terrestre é aquecida durante o dia pela energia

proveniente do Sol. Através de alguns processos físicos (radiação, condução e turbulência), a

superfície transfere parte da energia para as camadas de ar acima, aquecendo a atmosfera das

camadas mais baixas para as mais altas. Assim, menor quantidade de energia chega até as camadas

mais afastadas da superfície, que também são mais rarefeitas, e o aquecimento acaba sendo

menor do que naquelas próximas ao NMM.

Se no topo de uma montanha a radiação solar também aquece a superfície, que transfere energia para o ar adjacente, por que essas

regiões são mais frias do que aquelas próximas ao NMM?

As regiões montanhosas são mais frias porque estão inseridas em regiões de menor pressão

atmosférica, isto é, em regiões mais rarefeitas. Como a densidade da atmosfera é menor, o

aquecimento também será menor.

Figura 11.1: Distribuição da radiação solar em função da latitude.

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Regiões montanhosas também causam influência nos ventos e na distribuição de preci-

pitação, pois uma corrente de ar, ao encontrar uma barreira topográfica, tende a ascender e,

nesse processo, pode ocorrer formação de nuvens e precipitação (Figura 11.2). Normalmente,

na presença de topografia elevada, ocorre chuva no e condições secas no

. As condições secas são devidas a

a. o ar ter perdido parte de sua umidade no lado barlavento e

b. o aquecimento do ar quando ele desce a topografia, pois isso diminui a sua umidade

relativa, o que o torna mais seco, desfavorecendo a formação de nuvens.

Distância dos oceanos: a capacidade térmica da água é bem maior do que a capacidade

térmica da superfície continental; enquanto a água necessita de 4 unidades de energia para se

aquecer, a terra só necessita de 1 unidade de energia. Portanto, o tempo necessário para aquecer

e esfriar a água é maior do que para a terra. Assim, a grande capacidade térmica dos corpos

d’água reduz as variações de temperatura ao longo do dia nas áreas continentais vizinhas, tanto

pela proximidade como pela grande quantidade de vapor d’água que é proveniente do oceano e

se distribui pelas regiões próximas (Silva DiaS e JuSti Da Silva, 2009). Uma maior quantidade de

vapor d’água significa uma maior absorção de radiação infravermelha ou efeito estufa e, assim, as

temperaturas não baixam muito. Também é válido mencionar o efeito das correntes oceânicas.

Uma corrente quente pode ter um efeito moderador sobre um clima frio, como é o caso da

corrente do Atlântico Norte, que torna o clima europeu menos frio.

Figura 11.2: Influência da topografia no escoamento atmosférico e na distribuição de precipitação. / Fonte: adaptado de Tércio Ambrizzi (IAG/USP).

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Tipo de superfície: algumas superfícies refletem mais energia solar do que outras; portanto,

as que mais refletem se aquecerão menos. Um exemplo é o caso de superfícies cobertas por

neve e gelo, que refletem aproximadamente 85% da radiação solar incidente. Já superfícies

florestadas refletem cerca de 5% a 20% da energia solar incidente. É interessante ressaltar que a

relação entre a quantidade de radiação solar refletida pela superfície de um objeto e o total de

radiação incidente sobre ele recebe o nome de albedo.

Sistemas predominantes de ventos e pressão: a distribuição da precipitação no globo

mostra uma relação muito próxima com a distribuição dos principais sistemas de ventos e

pressão da Terra (ver o tópico “Circulação Geral da Atmosfera” para mais detalhes). Embora

a distribuição latitudinal desses sistemas não seja exatamente em forma de um “cinturão”,

é possível verificar um arranjo zonal da precipitação (Figura 11.3). Na região próxima

ao equador, a convergência dos ventos quentes e úmidos favorece a formação de nuvens e

grandes volumes de chuva ao longo do ano. Nas regiões dominadas pelos anticiclones subtro-

picais, geralmente, prevalecem condições áridas. Já nas latitudes médias, os intensos gradientes

horizontais de temperatura favorecem o desenvolvimento de frentes e ciclones, que, por sua

vez, contribuem para a precipitação. Finalmente, nas regiões polares, onde as temperaturas são

muito baixas, o ar só consegue manter pequena quantidade de umidade, o que desfavorece

a precipitação. O deslocamento sazonal dos “cinturões” de ventos e pressão, que segue o

movimento aparente do Sol, afeta significativamente áreas em posições intermediárias. Tais

áreas são influenciadas por dois regimes diferenciados. Uma estação localizada, por exemplo,

entre a baixa equatorial e a região dos anticiclones subtropicais no Hemisfério Sul terá um

verão chuvoso quando a baixa equatorial migra em direção ao polo, e inverno seco quando

esse sistema se move em direção ao equador. O deslocamento latitudinal das áreas de pressão

é grandemente responsável pela sazonalidade da precipitação em muitas regiões do globo.

Figura 11.3: Média anual da precipitação (mm.dia-1) no período de 1998 a 2009, baseada nos dados de satélite do programa Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM). / Fonte: NASA.

http://trmm.gsfc.nasa.gov/trmm_rain/Events/all_years.3B43.color.annotated.gif

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11.3 Modelos de classificação climática Como o clima de um determinado lugar é dependente dos controles, apresentados na seção

anterior, logo se tem uma grande variedade de climas ou de tipos climáticos sobre a superfície

terrestre. Embora dois lugares no globo não tenham climas idênticos, é possível definir áreas

em que o clima é relativamente uniforme entre diversos lugares (ayoaDe, 2010). Para facilitar

o mapeamento das regiões com climas semelhantes são definidos critérios, que também podem

ser chamados de esquemas (ou modelos) de classificação climática.

De acordo com Ayoade (2010), existem vários esquemas de classificação climática, os quais

podem estar inseridos em uma das duas abordagens fundamentais: a abordagem genética e a

abordagem genérica ou empírica.

Como os controles climáticos são muito mais difíceis de medir do que os elementos

climáticos, a maior parte das classificações climáticas adotou a abordagem empírica, para a qual

há maior disponibilidade de informações (ayoaDe, 2010).

Em 1972, Terjung e Louie fizeram um levantamento dos esquemas de classificação climática

existentes e encontraram 169 esquemas, dos quais 21 foram considerados genéticos e 148 empíricos.

A seguir são apresentados alguns modelos de classificação climática genética e genérica.

11.3.1 Modelos de classificação genética

Ayoade (2010) apresenta quatro exemplos de modelos de classificação climática que adotam

a abordagem genética. Destes, dois se baseiam nos sistemas dinâmico-sinóticos, enquanto os

outros dois, no balanço de energia. Abaixo segue uma descrição sucinta desses modelos.

Na primeira abordagem, a classificação está baseada nos controles climáticos, que são os fatores que determinam ou causam os diferentes climas, como os padrões de circulação da atmosfera, a radiação líquida e os fluxos de umidade. Na segunda abordagem, a classificação está baseada nos próprios elementos climáticos observa-dos (medidas de temperatura e precipitação, por exemplo) ou em seus efeitos sobre outros fenômenos, usualmente, na vegetação ou no homem.

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a. A classificação genética de H. Flohn, em 1950, estabelece sete tipos climáticos que são

baseados nas zonas de ventos globais e nas características da precipitação (Tabela 11.1).

A temperatura não aparece de maneira explícita nesta classificação.

Tipo limático Características da precipitaçãoI. Zona equatorial (ventos de oeste) Constantemente úmida

II. Zona tropical (ventos alísios) Precipitação no verão

III. Zona subtropical seca (alta pressão subtropical) Condições secas predominam durante o ano todo

IV. Zona subtropical de chuva de inverno (do tipo de Mediterrâneo)

Precipitação no inverno

V. Zona extratropical (ventos de oeste) Precipitação durante o ano todo

VI. Zona subpolar Precipitação reduzida o ano todo

VII. Subtipo continental boreal Precipitação limitada no verão e precipitação de neve no inverno

VIII. Zona polar Precipitação escassa; precipitação no verão; precipitação de neve no início do inverno.

Tabela 11.1: Classificação genética de Flohn. / Fonte: adaptada de AyoAde, 2010.

b. Em 1951, Strahler propôs uma classificação genética baseada nos movimentos das massas

de ar e zonas frontais. Com isso, definiu três categorias climáticas principais: os climas

de latitudes baixas, os de latitudes médias e os de latitudes altas. Além disso, há uma

categoria extra para os climas de terras altas (montanhas). As três divisões principais são

ainda subdivididas. A classificação climática de Strahler é apresentada em detalhes em

Strahler; Strahler (1997) e sintetizada na Tabela 11.2 e Figura 11.4.

Grupo I: Climas das latitudes baixas – controlados pelas massas de ar equatoriais e tropicais

Grupo II: Climas das Latitudes médias – controlados pelas massas de ar tropicais e polares

1. Equatorial úmido2. Monção e ventos alísios3. Tropical úmido seco4. Tropical seco

5. Subtropical seco6. Subtropical úmido 7. Mediterrâneo8. De costa oeste marítimo9. Latitudes médias seco10. Continental úmido

Grupo III: Climas das latitudes altas – controlados pelas massas de ar

polar e ártica/antárticaH: Clima de terras altas

11. Floresta boreal12. Tundra13. Cobertura de gelo

a. Áridos. Semiárido (estepe)

Tabela 11.2: Classificação genética de Strahler. / Fonte: adaptado de sTrAhler, 1997.

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c. Em 1956, Budyko propôs uma classificação climática baseada no balanço de energia.

Para essa classificação foi utilizado o índice radiativo de aridez Id = Rn/L r, onde Rn é

a quantidade de radiação disponível para evaporação a partir de uma superfície úmida

supondo um albedo de 0,18 L é o calor latente de evaporação e r é a precipitação média

anual. O valor do índice radiativo de aridez (Id) é menor do que 1 em áreas úmidas e

maior do que 1 em áreas secas. Com base nesse índice, Budyko (1956) definiu cinco

tipos climáticos (Tabela 11.3).

Tipo climático Índice radiativo de aridez (Id)

I. Desértico > 3,0

II. Semidesértico 2,0 – 3,0

III. Estepe 1,0 – 2,0

IV. Floresta 0,33 – 1,0

V. Tundra < 0,33

Tabela 11.3: Classificação genética de Budyko. / Fonte: adaptado de AyoAde, 2010.

Figura 11.4: Classificação climática genética de A.N. Strahler. / Fonte: adaptado de sTrAhler & sTrAhler, 1997.

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Ayoade (2010) ressalta que a classificação genética de Budyko fornece apenas um quadro

generalizado dos climas do mundo devido à natureza do índice e ao fato de que um número

muito pequeno de postos no planeta tem dados confiáveis a respeito do fluxo radiativo líquido.

d. Terjung e Louie (1972) propuseram uma classificação genética baseada nos fluxos de

energia e umidade. Para essa classificação foi utilizada a equação do balanço de energia

na superfície (não mostrada aqui). Os autores definiram 6 grupos climáticos principais e

62 tipos climáticos. Os 6 grupos climáticos principais são:

A. Climas macrotropicais.

B. Climas subtropicais.

C. Climas continentais de latitudes médias.

D. Climas mesotropicais.

E. Climas ciclônico-marítimos.

G. Climas polares.

11.3.2 Modelos de classificação empírica

Há vários modelos de classificação climática que adotam a abordagem empírica; entretanto, aqui

só serão apresentados três e de forma resumida: o de Köppen (1918), o de Thornthwaite (1948) e

o de Trewartha (1954).

a. O modelo de classificação climática elaborado por Köppen (1918), ou de alguma de suas ver-

sões adaptadas, é muito utilizado em livros didáticos de meteorologia, climatologia e geografia

regional. Neste modelo, cada clima é definido de acordo com os valores de temperatura e pre-

cipitação calculados em termos anuais ou mensais. Qualquer posto (localidade) pode identificar

seu grupo climático e subgrupo somente com base nos registros de temperatura e precipitação

do local (Strahler & Strahler, 1997). Köppen acreditava que a distribuição natural da vege-

tação era o que melhor expressava os diferentes climas. Assim, os limites climáticos que definiu

foram grandemente baseados nos limites de certas plantas (lutgenS & tarbuck, 2010).

Köppen definiu cinco grupos climáticos principais, que foram identificados por letras

maiúsculas. Esses grupos são apresentados na Tabela 11.4 e na Figura 11.5. Tais grupos

ainda são subdivididos em outros, que têm como base a distribuição sazonal de precipi-

tação e características adicionais de temperatura do ar (Tabelas 11.5 e 11.6).

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A - Climas tropicais úmidosTodos os meses têm temperatura média maior que 18 °CQuase todos os meses são quentesNão existe estação de inverno “de verdade”Precipitação anual é grande e excede a evaporação anual

B - Climas secosPrecipitação deficiente a maior parte do anoEvaporação potencial e transpiração excedem a precipitação

C - Climas úmidos de latitudes médias com invernos amenos

Verões quentes a muito quentes, com invernos amenosA temperatura média do mês mais frio é abaixo de 18 °C e acima de -3 °C

D - Climas úmidos de latitudes médias com invernos severos

Verões quentes, com invernos friosA temperatura média do mês mais quente excede 10 °C eA temperatura média do mês mais frio é abaixo de -3 °C

E - Climas polaresInvernos e verões extremamente friosA temperatura do mês mais quente é abaixo de 10 °CNão há verão “de verdade”

Tabela 11.4: Os cinco grupos climáticos de Köppen (1918). Quatro desses grupos (A, C, D e E) são definidos com base na temperatura. Somente o grupo B tem a precipitação

como seu critério principal. / Fonte: adaptado de AyoAde, 2010.

Figura 11.5: Os cinco grupos climáticos de Köppen (1918). / Fonte: adaptado de sTrAhler, 1997.

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A. Climas tropicais úmidos B. Climas secosAf – clima tropical chuvoso de florestaAw – clima de savana Am – Clima tropical de monção

BSh – Clima quente de estepeBSk – Clima frio de estepeBWh – Clima quente de desertoBWk – Clima frio de deserto

C. Climas úmidos de latitudes médias com invernos amenosCfa – Úmido em todas as estações, verão quenteCfb – Úmido em todas as estações, verão moderadamente quenteCfc – Úmido em todas as estações, verão moderadamente frio e curtoCwa – Chuva de verão, verão quenteCwb – Chuva de verão, verão moderadamente quenteCsa – Chuva de inverno, verão quenteCsb – Chuva de inverno, verão moderadamente quente

D. Climas úmidos de latitudes médias com invernos severosDfa – Úmido em todas as estações, verão quenteDfb – Úmido em todas as estações, verão frioDfc – Úmido em todas as estações, verão moderadamente frio e curtoDfd – Úmido em todas as estações, inverno intensoDwa – Chuva de verão, verão quenteDwb – Chuva de verão, verão moderadamente quenteDwc – Chuva de verão, verão moderadamente frioDwd – Chuva de verão, inverno intenso

E. Climas polaresET – TundraEF – Neve e gelo perpétuos

Tabela 11.5: Os subgrupos do modelo climático de Köppen (1918). / Fonte: adaptado de AyoAde, 2010.

2ª letra – minúscula, representa as particularidades do regime de chuva (apenas valem para os casos “A”, “C” e “D”)f: sempre úmido (mês menos chuvoso, tem precipitação superior a 60 mm)m: monçônico, com uma breve estação seca e com chuvas intensas durante o resto do anos: chuvas de inverno (mês menos chuvoso com precipitação inferior a 60 mm), a estação seca é o verão w: chuvas de verão (mês menos chuvoso com precipitação inferior a 60 mm)

2ª letra - maiúscula, apenas caso “B”S: clima semiárido (chuvas anuais entre 250 e 500 mm)W: clima árido ou desértico (chuvas anuais menores que 250 mm)

2ª letra - maiúscula, apenas caso “E”T: clima de tundra (pelo menos um mês com temperaturas médias entre 0 °C e 10 °C)F: clima de calota de gelo (todos os meses do ano com médias de temperatura inferiores a 0 °C)

3ª letra - minúscula, representa a temperatura característica de uma região (apenas valem para os casos “C” e “D”)a: verões quentes (mês mais quente com média igual ou superior a 22 °C)b: verões brandos (mês mais quente com média inferior a 22 °C)c: frio o ano todo (no máximo três meses com médias acima de 10 °C)d: inverno muito frio, o mês mais frio tem temperatura média menor do que -38 °C

3ª letra - minúscula, apenas caso “B”h: deserto ou semideserto quente (temperatura anual média igual ou superior a 18 °C)k: deserto ou semideserto frio (temperatura anual média inferior a 18 °C)

Tabela 11.6: Significado das letras que acompanham a classificação principal de Köppen. / Fonte: adaptado de AyoAde, 2010.

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A Figura 11.7 apresenta os climas do Brasil de

acordo com a classificação de Köppen. No norte do

país predomina o clima Am, enquanto no sul, o Cfa. Na

interface desses dois tipos há o clima Aw. A evolução

mensal da temperatura do ar e da precipitação para as

capitais do Brasil é mostrada na Figura 11.8. Assim,

para saber como é a evolução dessas variáveis atmos-

féricas em cada clima mostrado na Figura 11.7, basta

verificar qual a capital brasileira localizada na região em

que predomina tal clima (Figura 11.7) e encontrá-la

na Figura 11.8. Por exemplo, para o clima Cfa, temos

Porto Alegre (Figura 11.8). Nesta cidade, a tempera-

tura do ar mostra uma grande amplitude térmica, com

verões quentes e invernos frios, e os totais mensais de

precipitação oscilam pouco ao longo do ano.

Figura 11.6: Classificação climática de Köppen. / Fonte: adaptado de luTgens & TrAbuck, 2010.

Figura 11.7: Classificação climática de Köppen aplicada ao Brasil. / Fonte: adaptado de Infoescola.

http://www.infoescola.com/geografia/clima/

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a

236



b

Figura 11.8: Climógrafos das capitais do Brasil mostrando a evolução mensal da temperatura média do ar (linha vermelha) e da precipitação (barras azuis). As figuras foram construídas com base nas normais climatológicas do período de 1961 a 1990, determinadas pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET, 2009). / Fonte: Cortesia de michelle s. reboiTA.

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Uma classificação climática ainda mais regional foi feita para o estado de São Paulo por Setzer

(1966), através da metodologia proposta por Köppen (1918) e está ilustrada na Figura 11.9.

b. Em 1948, Thornthwaite propôs uma classificação contendo 120 tipos climáticos,

baseada no conceito de evapotranspiração potencial, no balanço hídrico e num

índice de umidade. O método de Thornthwaite é bastante difícil de manejar e,

de acordo com o próprio autor, deficiente quanto ao refinamento matemático.

Seria difícil usá-lo sem um nomograma (ábaco) (ayoaDe, 2010). Um resumo da

classificação climática desse autor é apresentado em ayoaDe (2010), p. 237-238.

Figura 11.9: Classificação climática de Köppen para o estado de São Paulo. / Fonte: adaptado de seTzer, 1966.

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c. A classificação climática de Köppen (1918) sofreu numerosas e substanciais revisões pelo

próprio Köppen e por outros climatologistas. Uma dessas modificações foi realizada por

Trewartha (1954) e, posteriormente, adaptada por G.T. Trewartha e L.H. Horn (1980).

Neste modelo, há 7 grupos climáticos principais (Tabela 11.7 e Figura 11.10), 5 são

baseados na temperatura e 1 na precipitação; além disso, 1 aplica-se às regiões montanhosas.

Grupo climático Tipo climático Precipitação

a. Tropical úmidoAr – Tropical úmido No máximo 2 meses secos

Aw – Tropical úmido e seco Verão úmido e inverno seco

b. Seco

BS – Semiárido (estepe)

BSh(Quente),tropical-subtropical A estação úmida é curta

BSk (Frio), temperado-boreal Precipitação escassa e a maiorparte ocorre no verão

BW – Árido (Desértico )

BWh (Quente), tropical-subtropical Seco

BWk (Frio), temperado-boreal Seco

c. SubtropicalCs – Subtropical com verão seco Verão seco e inverno chuvoso

Cf – Subtropical úmido Chuvoso em todas as estações do ano

d. TemperadoDo – Oceânico Chuvoso em todas as estações do ano

Dc – Continental Chuvoso em todas as estações do ano e no inverno ocorre cobertura de neve.

e. Boreal E – Boreal Precipitação escassa o ano todo.

f. PolarFt – Tundra Precipitação escassa o ano todo.

Fi – Cobertura de gelo Precipitação escassa o ano todo.

g. Terras altas H – Variável Variável

Tabela 11.7: Classificação empírica dos climas: classificação de Trewartha adaptada por TrewArThA; horn (1980). / Fonte: adaptado de seTzer,1966.

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Finalizando o tópicoEste tópico mostrou que há diferentes classificações climáticas; portanto, quando se

trabalha com este assunto é necessário mencionar qual o modelo de classificação climática abordado e qual é o autor responsável pela classificação.

Figura 11.10: Classificação climática de Trewartha e, posteri-ormente, adaptada por Trewartha; (1980). / Fonte: adaptado de morAn & morgAn, 1994.

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