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Climatologia / Classificação Climática LCE 306 – Meteorologia Agrícola Prof. Paulo Cesar Sentelhas Prof. Luiz Roberto Angelocci ESALQ/USP – 2005 Aula # 3

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Climatologia / Classificação Climática

LCE 306 – Meteorologia AgrícolaProf. Paulo Cesar Sentelhas

Prof. Luiz Roberto Angelocci

ESALQ/USP – 2005

Aula # 3

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LCE 360 - Meteorologia Agrícola Sentelhas/Angelocci

ClimaDefiniu-se CLIMA como sendo uma descrição estática, que expressa as condições médias do sequenciamento do tempo meteorológico. Portanto, mede-se primeiro as condições instantâneas da atmosfera (Tempo) de um local por vários anos e, posteriormente, estima-se qual deve ser a condição média (provável), ou seja, o CLIMA.

Piracicaba, SP

0

5

10

15

20

25

30

J F M A M J J A S O N D

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100

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Chuva

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Essa condição média é que irá condicionar a distribuição dos seres vivos no globo. A distribuição da vegetação natural nas diversas regiões da Terra depende basicamente do clima.

Assim, regiões com alta disponibilidade de água e energia apresentam maior biodiversidade, enquanto que nas regiões frias ou secas somente alguns poucas espécies ocorrem

Climas do Mundo

Vegetação Natural

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Diversos FATORES atuam para a formação das condições do TEMPO de um local e, conseqüentemente, para a formação de seu CLIMA. Esses fatores são agentes causais que condicionam os elementos. Como já foi visto na Aula#2, os fatores podem ser classificados de acordo com a escala de estudo, ou seja, com efeitos no MACRO, TOPO e MICROCLIMA.

Macroclima

Topoclima

Microclima

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Fatores do MacroclimaSão aqueles que atuam em escala regional ou geográfica. São classificados como permanentes (latitude, altitude/relevo, oceanidade/continetalidade, etc.) ou variáveis (correntes oceânicas, centros semi-permanentes de alta e baixa pressão, massas de ar, composição atmosférica, etc.).

LatitudeEsse fator está ligado às relações Terra-Sol, como tratado na Aula#2, que envolve o movimento aparente do Sol no sentido N-S ao longo do ano, o qual é consequência do movimento de translação e da inclinação do eixo terrestre (23o27´) em relação à perpendicular ao plano da eclíptica. Com isso, ocorre variação espacial e temporal do ângulo de incidência dos raios solares na superfície (ângulo zenital) e do fotoperíodo, os quais por sua vez geram valores diários de irradiância solar variáveis de acordo com a latitude e com o dia do ano, resultando em diferenças nas condições térmicas.

> Latitude < Temp média anual

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FOTOPERÍODO x LATITUDE

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

J AN MAR MAI J UL SET NOV

Meses

Fot

oper

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oras

) Lat 10 S Lat 20 SLat 30 S Lat 40SEquador

RADIAÇÃO SOLAR x LATITUDE

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

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50,0

J AN FEV MAR ABR MAI J UN J UL AGO SET OUT NOV DEZ

Meses

Qo

(MJm

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Variação da radiação solar no topo da atmosfera (Qo) e do fotoperíodo (N) com a LATITUDE

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Altitude/RelevoO aumento da altitude ocasiona diminuição da temperatura. Isso ocorre em conseqüência da rarefação do ar e da diminuição da pressão atmosférica

Média - 0,6oC / 100m (esse valor depende da quantidade de vapor no ar)

25 C10 CTemp. média anual

0 C-10 C-20 C

25 C

10 C

-10 C

-15 C

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Além disso, a associação da altitude com o relevo pode condicionar o regime de chuvas de uma região. As chuvas orográficas são um exemplo disso:

Tota

l an

ual

méd

io d

e

ch

uva

(cm

)

Esse efeito ocorre também na região da Serra do Mar no Estado de São Paulo, onde a chuva total anual é de 2.150 mm/ano em Santos, de 3.800 mm/ano no alto da Serra e de 1.300 mm/ano na cidade de S. Paulo.

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Oceanidade / Continentalidade

Esses termos se referem, respectivamente, à proximidade ou distância do oceano ou grandes massas de água. Oceanidade se refere ao efeito do oceâno sobre o clima de uma região litorânea. A água do oceano atua como um moderador térmico, ou seja, não permite que grandes variações de temperatura ocorram. Isso se dá pelo fato da água ter maior calor específico do que o ar, resfriando-se e aquecendo-se mais lentamente. A massa de água ao trocar calor com o ar faz com que haja uma atenuação tanto do aquecimento do ar como de seu resfriamento, reduzindo assim a amplitude térmica (Tmax – Tmin). A continentalidade ocorre em locais situados no interior dos continentes, portanto sem sofrer efeito dos oceanos. Nessa condição, as amplitudes térmicas são maiores, tanto em termos diários como em termos anuais.

Cuiabá → Amplitude térmica mensal entre 8 e 17oC

Salvador → Amplitude térmica mensal entre 3 e 6oC

Numa escala geográfica maior, o poder moderador dos oceanos explica também porque as amplitudes térmicas (verão – inverno) são maiores no HN e menores do HS. Veja a figura a seguir e comprove isso...

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Amplitude térmica anual (diferença entre a Tmed do mês mais quente e do mês mais frio) decorrente dos efeitos da continentalidade/oceanidade.

HN → Continente > Oceano → > Amplitude Térmica HS → Continente < Oceano → < Amplitude Térmica

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Correntes Oceânicas

A movimentação contínua das águas oceânicas em função de diferenças de densidade (causadas por dif. de temp. e salinidade e pela rotação da Terra) gera correntes que se movem de maneira organizada, mantendo as suas características físicas, as quais diferem das águas adjacentes. As correntes que circulam dos Pólos para o Equador são FRIAS e as que circulam do Equador para os Pólos são QUENTES.

A atmosfera em contato com essas massas de água entram em equilíbrio térmico com a superfície. Por isso, as correntes tem grande efeito sobre o regime térmico e hídrico (chuvas) na faixa litorânea dos continentes.

Correntes Frias → Condicionam clima ameno e seco Correntes Quentes → Condicionam clima quente e úmido

Exemplo:

Salvador, BA, Brasil → Tanual = 24,9oC e Panual = 2.000 mm

Lima, Perú → Tanual = 19,4oC e Panual = 40 mm

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Anticiclones Semi-Permanentes, ZCIT, ZCET e Circulação Geral da Atmosfera

A circulação geral da atmosfera gera os ventos predominantes, os quais por sua vez são responsáveis pela formação das zonas de convergência intertropical (ZCIT) e extratropical (ZCET), e também dos anticiclones semi-permanentes nas latitudes de cavalo.

ZCIT

ZCETLatitude de cavalo

Latitude de cavalo

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Anticiclones Semi-Permanentes

Na ZCIT os ventos alíseos de SE (HS) e de NE (HN) se encontram formando áreas de baixa pressão (L), que mostram a posição do Equador Térmico, o que favorece a formação de nuvens e chuvas. Na ZCET a convergência dos ventos de W e de E forma as frentes frias, que posteriormente se deslocam em direção ao equador provocando chuvas. Já nas latitudes de cavalos ocorre a subsidência de ar, formando as altas pressões (H) que inibem os movimentos convectivos e conseqüentemente, desfavorecem a formação de nuvens e chuvas.

L

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As figuras a seguir mostram a posição média da ZCIT nos meses de Janeiro e Julho. É possível notar que durante o verão no HS a ZCIT desloca-se para o sul, o que contribui para o aumento das chuvas nas regiões N, CO e SE do Brasil.

ZCIT ZCIT

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No mês de julho (inverno no HS), por outro lado, a ZCIT desloca-se para o norte, o que contribui para a diminuição das chuvas nas regiões SE, CO e inclusive em parte da região N do Brasil.

ZCIT

ZCIT

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Fatores do TopoclimaSão aqueles que dependem do relevo local, especialmente da configuração dos terrenos e da exposição desses em relação à radiação solar. Esses fatores devem ser levados em consideração nas regiões S e SE do Brasil, quando da implantação de culturas susceptíveis às geadas.

Configuração do terreno

Baixada

Espigão

Meia-encosta

Face voltada para o N

Planaltos e baixadas favorecem o acúmulo de ar frio, criando topoclimas diferentes das meia-encostas e espigões. As culturas susceptíveis às geadas devem ser implantadas em área livres do acúmulo do ar frio

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Exposição do terreno

Nas regiões S e SE do Brasil, os terrenos com faces voltadas para o N são, em média, mais ensolarados, secos e quentes do que as voltadas para o S. Nas faces voltadas para o S, as temperaturas são menores (maior risco de geadas) e a umidade será maior (favorecendo as doenças).

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Fatores do MicroclimaSão aqueles que modificam o clima em microescala, devido ao tipo de cobertura do terreno ou prática agrícola, podendo assim ser modificado pelo homem. Muitas vezes, a alteração do microclima é necessária para que se possa cultivar uma certa cultura, não apta ao macroclima da região. Exemplos disso são os ambientes protegidos (estufas, telados, etc) que tem por finalidade reduzir a incidência de radiação solar sobre as culturas, elevar as temperaturas ou evitar a ação da chuva nas plantas. O sistema agro-florestal (SAF) é outro exemplo, assim como a irrigação que ao fornecer água para a cultura provoca a redução da temperatura e aumento da umidade. Apesar dos aspectos favoráveis, a alteração do microclima se não for bem controlada pode levar a efeitos desfavoráveis, como é o que ocorre quando se adensa demasiadamente as culturas ou se irriga com muita freqüência. Nessas condições o microclima se torna extremamente favorável à ocorrência de doenças fúngicas e bacterianas.

Estufa Telado SAF

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Outro aspecto que pode ser desfavorável, apesar de ser uma prática vantajosa em termos práticos, é o uso de cobertura morta nas entrelinhas (mulch). A cobertura do solo com palhada ou vegetação rasteira acentua o resfriamento noturno, podendo agravar os efeitos de uma eventual geada em épocas propícias à ocorrência desse evento meteorológico. Um exemplo disso é o plantio direto e outro é a manutenção de mato nas entrelinhas de culturas perenes.

Sistema convencional, solo exposto

Sistema plantio-direto,

solo coberto com mulch

Cafezal com mato na entrelinha

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Classificação ClimáticaA classificação climática objetiva caracterizar em uma grande área ou região zonas com características climáticas homogêneas. A classificação do clima também pode ser feita para localidades específicas, levando-se em conta tanto as características da paisagem natural (vegetação zonal), baseando-se no fato da vegetação ser um integrador dos estímulos do ambiente, como também os índices climáticos (baseados nas normais climatológicas).

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Classificação Climática de KöppenA classificação climática de Köppen define 5 grandes grupos:

A – Megatérmico (tropical úmido) com temp. média do mês mais frio > 18C

B – Clima seco

C – Mesotérmico (temperado quente) com temp. média do mês mais frio entre -3C e 18C

D – Microtérmico (temperado frio) com temp. média do mês mais frio < -3C e do mês mais quente > 10C

E – Polar, com todos os meses com temp. média < 10C

Os climas B se subdividem em:

Bw – deserto e Bs – estepe

-Se chuva é de inverno P < T → Bw T < P < 2T → Bs

- se não há predominância de estação chuvosa P < (T+7) → Bw (T+7) < P < (2(T+7)) → Bs

- se chuva é de verão P<(T+14) → Bw (T+14) < P < (2(T+14)) → Bs

Obs: P = chuva anual, em cm, e T = temp. média anual (oC)

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Sub-tipos da classificação climática de Köppen para o Brasil:

A

Af – com chuvas bem distribuídas ao longo do ano e ausência de estação seca, como na Amazônia ocidental e parte do litoral do SE

Am – com pequena estação seca, sob influência de monções, ocorre em boa parte da Amazônia oriental

Aw – denominado clima de savanas, com inverno seco e chuvas máximas no verão, presente nas regiões N, CO e parte do SE

Aw´ - igual ao anterior, mas com chuvas máximas no outono

As – precipitações de outono-inverno, ocorre em parte do litoral do NE

B

Bsh – semi-árido quente, ocorre no sertão da região NE (h = Tmed anual > 18C)

C

Cwa – tropical de altitude, com inverno seco e temp. mês mais quente > 22C

Cwb – tropical de altitude, com temp. do mês mais quente < 22C

Csa – tropical de altitude, estiagem de verão, representando uma pequena região do NE

Cfa – sub-tropical, sem estação seca e temp. do mês mais quente >22C

Cfb – sub-tropical, sem estação seca e temp. do mês mais quente < 22C

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Ma

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Mudança, Variabilidade e Anomalia ClimáticaMudança climática: alterações globais das condições climáticas

Variabilidade climática: refere-se às flutuações em torno da média de longo período

Apesar dessas definições, não há uma distinção absoluta entre esses termos. O que pode parecer uma mudança climática na escala de décadas ou séculos, poderia ser considerada apenas uma flutuação / variabilidade na escala de dezenas de milhares de anos. A Figura a seguir exemplifica isso, mostrando o desvio da temperatura em relação à condição atual, representada pela linha pontilhada.

Os fatores que provocam as flutuações climáticas na escala de eras geológicas são:

-Terrestres: modificações na composição da atmosfera, distribuição dos oceanos e continentes, vulcanismo, tamanho das calotas polares

- Astronômicos: variação na excentricidade da órbita e da inclinação do eixo terrestre

- Extraterrestre: variação da emissão de energia solar

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800.000 600.000 400.000 200.000 0

a

b

10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0

Var

iaç ã

o d e

Te m

pera

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(o C

)

Anos

Variação da temperatura global da Terra no último milhão de anos e nos últimos 10.000 anos em relação à condição atual, representada pela linha pontilhada.

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Concentração Global de CO2 na Atmosfera

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0

-0,2

-0,4

-0,6

0,2

0,4

0,6

1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

Var

iaçã

o d e

Te m

pera

tur a

(o C

) Média annual Tendência

Apesar das evidências apresentadas na figura anterior mostrando a evolução da concentração de CO2 na atmosfera, é difícil confirmar se a elevação da temperatura da Terra (Figura abaixo) é uma mudança climática ou se é apenas uma tendência dentro da variabilidade natural, apresentada anteriormente. Mesmo assim, não há como se ignorar o incremento observado nos últimos anos e sua concordância com o aumento dos gases de efeito estufa na atmosfera.

Tendência p/ 2100:

↑ T entre 1 e 3oC

↑ P entre 3 e 15%

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Anomalia climática: eventos meteorológicos com desvios muito acima do padrão de variabilidade normalmente observada. As anomalias estão associadas a fenômenos que ocorrem no globo terrestre e que provocam conseqüência nas condições meteorológicas. Um exemplo é a ocorrência do fenômeno El Niño e La Niña

500

700

900

1100

1300

1500

1700

1900

2100

17 20 23 26 29 32 35 38 41 44 47 50 53 56 59 62 65 68 71 74 77 80 83 86 89 92 95 98 1 4

Ano

Chu

va a

nual

(m

m)

Anomalia Climática

Var

iab

ilid

ade

Clim

átic

a

Normal Climatológica

Tendência

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Teste rápido #3

Responda as questões abaixo e entregue as respostas ao professor na próxima aula

1) Como a latitude e a altitude condicionam o macroclima?

2) Discuta as diferenças dos efeitos causados pela oceanidade e pelas correntes marítimas sobre o macroclima.

3) Cite dois fatores do topo e do microclima.