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Disciplina na modalidade a distância
8/18/2019 livro unisul
Climatologia e Meteorologia Disciplina na modalidade a distância
Palhoça
UnisulVirtual
2011
Créditos Universidade do Sul de Santa Catarina | Campus UnisulVirtual | Educação Superior a Distância
Reitor Ailton Nazareno Soares
Vice-Reitor Sebastião Salésio Heerdt
Chefe de Gabinete da Reitoria Willian Corrêa Máximo
Pró-Reitor de Ensino e Pró-Reitor de Pesquisa, Pós-Graduação e Inovação Mauri Luiz Heerdt
Pró-Reitora de Administração Acadêmica Miriam de Fátima Bora Rosa
Pró-Reitor de Desenvolvimento e Inovação Institucional Valter Alves Schmitz Neto
Diretora do Campus Universitário de Tubarão Milene Pacheco Kindermann
Diretor do Campus Universitário da Grande Florianópolis Hércules Nunes de Araújo
Secretária-Geral de Ensino Solange Antunes de Souza
Diretora do Campus Universitário UnisulVirtual Jucimara Roesler
Equipe UnisulVirtual
Tenille Catarina
Assessoria de Assuntos Internacionais Murilo Matos Mendonça
Assessoria de Relação com Poder Público e Forças Armadas Adenir Siqueira Viana Walter Félix Cardoso Junior
Assessoria DAD - Discip linas a Distância Patrícia da Silva Meneghel (Coord.) Carlos Alberto Areias Cláudia Berh V. da Silva Conceição Aparecida Kindermann Luiz Fernando Meneghel Renata Souza de A. Subtil
Assessoria de Inovação e Qualidade de EAD Denia Falcão de Bittencourt (Coord.) Andrea Ouriques Balbinot Carmen Maria Cipriani Pandini
Assessoria de Tecnologia Osmar de Oliveira Braz Júnior (Coord.) Felipe Fernandes Felipe Jacson de Freitas Jefferson Amorin Oliveira Phelipe Luiz Winter da Silva Priscila da Silva Rodrigo Battistotti Pimpão Tamara Bruna Ferreira da Silva
Coordenação Cursos
Coordenadores de UNA Diva Marília Flemming Marciel Evangelista Catâneo Roberto Iunskovski
Auxiliares de Coorde nação Ana Denise Goularte de Souza Camile Martinelli Silveira Fabiana Lange Patricio Tânia Regina Goularte Waltemann
Coordenadores Graduação Aloísio José Rodrigues Ana Luísa Mülbert Ana Paula R.Pacheco Artur Beck Neto Bernardino José da Silva Charles Odair Cesconetto da Silva Dilsa Mondardo Diva Marília Flemming
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Secretaria de Ensino a Distânci a Samara Josten Flores (Secretária de Ensino)
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Marilene de Fátima Capeleto Patricia A. Pereira de Carvalho Paulo Lisboa Cordeiro Paulo Mauricio Silveira Bubalo Rosângela Mara Siegel Simone Torres de Oliveira Vanessa Pereira Santos Metzker Vanilda Liordina Heerdt
Gestão Documental Lamuniê Souza (Coord.) Clair Maria Cardoso Daniel Lucas de Medeiros Jaliza Thizon de Bona Guilherme Henrique Koerich Josiane Leal Marília Locks Fernandes
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Gerência de Ensino, Pesquisa e Extensão Janaína Baeta Neves (Gerente) Aracelli Araldi
Elaboração de Projeto Carolina Hoeller da Silva Boing Vanderlei Brasil Francielle Arruda Rampelotte
Reconhecimento de Curso Maria de Fátima Martins
Extensão Maria Cristina Veit (Coord.)
Pesquisa
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Pós-Graduação Anelise Leal Vieira Cubas (Coord.)
Biblioteca Salete Cecília e Souza (Coord.) Paula Sanhudo da Silva Marília Ignacio de Espíndola Renan Felipe Cascaes
Gestão Docente e Discente Enzo de Oliveira Moreira (Coord.)
Capacitação e Assessoria ao Docente Alessandra de Oliveira (Assessoria) Adriana Silveira
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Desenho Educacional Cristina Klipp de Oliveira (Coord. Grad./DAD)
Roseli A. Rocha Moterle (Coord. Pós/Ext.)
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Acessibilid ade Vanessa de Andrade Manoel (Coord.) Letícia Regiane Da Silva Tobal Mariella Gloria Rodrigues Vanesa Montagna
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Logísitca de Materiais Carlos Eduardo D. da Silva (Coord.) Abraao do Nascimento Germano Bruna Maciel Fernando Sardão da Silva Fylippy Margino dos Santos Guilherme Lentz Marlon Eliseu Pereira Pablo Varela da Silveira
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Assuntos Jurídicos Bruno Lucion Roso Sheila Cristina Martins
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Conferência (e-OLA) Carla Fabiana Feltrin Raimundo (Coord.) Bruno Augusto Zunino Gabriel Barbosa
Produção Industrial Marcelo Bittencourt (Coord.)
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José Gabriel da Silva
3ª edição
Design Instrucional Viviane Bastos
Projeto Gráfico e Capa
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Universitária da Unisul
Copyright © UnisulVirtual 2011
Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida por qualquer meio sem a prévia autorização desta instituição.
551.6 S58 Silva, José Gabriel da
Climatologia e meteorologia : livro didático / José Gabriel da Silva ; design instrucional Viviane Bastos, João Marcos de Souza Alves. – 3. ed. – Palhoça : UnisulVirtual, 2011.
183 p. : il. ; 28 cm.
Inclui bibliografia
1. Climatologia. 2. Meteorologia. I. Bastos, Viviane. II. Alves, João Marcos de Souza. III. Título.
UNIDADE 3 - Estações meteorológicas e previsão de tempo . . . . . . . . . . . . 63
UNIDADE 4 - Radiação e temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
UNIDADE 5 - Água na atmosfera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Para concluir o estudo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
Respostas e comentários das atividades de autoavaliação . . . . . . . . . . . . . 177
Biblioteca Virtual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
Este livro didático corresponde à disciplina Climatologia e Meteorologia .
O material foi elaborado visando a uma aprendizagem autônoma e aborda conteúdos especialmente selecionados e relacionados à sua área de formação. Ao adotar uma linguagem didática
e dialógica, objetivamos facilitar seu estudo a distância, proporcionando condições favoráveis às múltiplas interações e a um aprendizado contextualizado e eficaz.
Lembre-se que sua caminhada, nesta disciplina, será acompanhada e monitorada constantemente pelo Sistema Tutorial da UnisulVirtual, por isso a “distância” fica caracterizada somente na modalidade de ensino que você optou para sua formação, pois na relação de aprendizagem professores
e instituição estarão sempre conectados com você.
Então, sempre que sentir necessidade entre em contato; você tem à disposição diversas ferramentas e canais de acesso tais como: telefone, e-mail e o Espaço Unisul Virtual de Aprendizagem, que é o canal mais recomendado, pois tudo o que for enviado e recebido fica registrado para seu maior controle e comodidade. Nossa equipe técnica e pedagógica terá o maior prazer em lhe atender, pois sua aprendizagem é o nosso principal objetivo.
Bom estudo e sucesso!
http://slidepdf.com/reader/full/livro-unisul 10/187
Palavras do professor Será que vai chover? Você já deve ter ouvido essa pergunta, que muitas vezes fica sem resposta. Saber quais as condições do tempo é uma atitude de quase todos nós, seja qual for o motivo, pessoal ou profissional.
Nesta disciplina, você vai entender um pouco da dinâmica da
atmosfera e sua relação com sua vida, e ao final, perceberá que está mais ligada a esta ciência do que imagina.
Alguns conceitos iniciais e diferenças entre clima e tempo marcam o início de nossos estudos. Vamos conhecer a movimentação da atmosfera e as conseqüências desse movimento na distribuição dos ventos e outros eventos meteorológicos.
Para quantificar os elementos meteorológicos serão mostradas as estações meteorológicas e a previsão de tempo. Após, vamos estudar a radiação e o balanço de energia radiante para finalizar com o estudo das fases da água na atmosfera e a classificação climática.
Espero que você, além dos objetivos de aquisição de conhecimento, ainda possa gratificar-se com a leitura.
Prof. José Gabriel da Silva
http://slidepdf.com/reader/full/livro-unisul 12/187
Plano de estudo O plano de estudos visa a orientá-lo no desenvolvimento da disciplina. Ele possui elementos que o ajudarão a conhecer o contexto da disciplina e a organizar o seu tempo de estudos.
O processo de ensino e aprendizagem na UnisulVirtual leva em conta instrumentos que se articulam e se complementam,
portanto, a construção de competências se dá sobre a articulação de metodologias e por meio das diversas formas de ação/mediação.
São elementos desse processo:
as atividades de avaliação (a distância, presenciais e de autoavaliação);
o Sistema Tutorial.
Práticas de laboratório.
Objetivos da disciplina
Específicos
Compreender a diferença entre clima e tempo; os elementos e fatores climáticos e suas diferenças no globo terrestre.
Identificar a estrutura da Atmosfera e o seu movimento e interações como o EL NIÑO e LA NIÑA .
Identificar os princípios básicos da poluição atmosférica.
Conhecer o funcionamento de uma estação meteorológica automática e convencional , o princípio de funcionamento dos instrumentos meteorológicos e qual o
destino os dados coletados e as as variáveis das previsões de tempo.
Conhecer a composição química da atmosfera e identificar os aspectos quali-quantitativos da radiação solar incidente na Terra
Desenvolver as relações astronômicas terra-sol, relacioná- las com a formação de dias e noites e as estações do ano
estimar a irradiancia global e o balanço de energia em sistemas naturais.
Conhecer e quantificar o vapor d´água na atmosfera.
Identificar o orvalho, a neblina o nevoeiro e as geadas.
Compreender os processos de formação de nuvens e precipitação e quais os tipos de precipitação.
Compreender os tipos climáticos a partir da classificação de Koeppen.
Conteúdo programático/objetivos
Veja, a seguir, as unidades que compõem o livro didático desta disciplina e os seus respectivos objetivos. Estes se referem aos resultados que você deverá alcançar ao final de uma etapa de estudo. Os objetivos de cada unidade definem o conjunto de conhecimentos que você deverá possuir para o desenvolvimento
de habilidades e competências necessárias à sua formação.
Unidades de estudo: 05
Nesta unidade, você conhecerá os conceitos iniciais da medida
da atmosfera, diferenciando meteorologia de climatologia, tempode clima e elementos de fatores climáticos. Serão abordados, também, as escalas climáticas, a estrutura e composição da atmosfera e conceitos básicos sobre poluição atmosférica.
Unidade 2 – Movimentação atmosférica e sua medida
Nesta unidade, será tratado sobre o movimento geral da
atmosfera e sua influência nos climas do planeta. Vai estudar, também, sobre os ventos de superfície, os principais fenômenos meteorológicos associados a eles e o fenômeno global, EL NIÑO.
Unidade 3 – Estações meteorológicas e previsão de tempo
Aqui, você entenderá como são feitas as medidas de superfície na atmosfera, quais os tipos de estações meteorológicas e, após a coleta de dados, como eles são usados para a realização da previsão de tempo.
Unidade 4 – Radiação e temperatura
Nesta unidade, você estudará as características da radiação eletromagnética proveniente do sol na atmosfera. Vai estudar as
interações desta radiação solar com a atmosfera e as estimativas para calcular o balanço de radiação na superfície terrestre em qualquer local ou data.
Unidade 5 – Água na atmosfera
O assunto abordado nesta unidade, se refere a água na atmosfera,
desde a sua fase gasosa até chegar na fase líquida ou sólida eprecipitar. Você vai conhecer, também, o que é a Umidade relativa e fará sua estimativa, os tipos de nuvens e suas relações com os tipos de precipitação além de conhecer a classificação do clima.
Climatologia e Meteorologia
Agenda de atividades/Cronograma
Verifique com atenção o EVA, organize-se para acessar periodicamente a sala da disciplina. O sucesso nos seus estudos depende da priorização do tempo para a leitura, da realização de análises e sínteses do conteúdo e da interação com os seus colegas e professor.
Não perca os prazos das atividades. Registre no espaço a seguir as datas com base no cronograma da disciplina
disponibilizado no EVA. Use o quadro para agendar e programar as atividades relativas ao desenvolvimento da disciplina.
Atividades obrigatórias
Objetivos de aprendizagem Conhecer as diferenças entre climatologia e
meteorologia, bem como os conceitos de clima e tempo.
Compreender as escalas climáticas.
Identificar a estrutura da atmosfera, sua composição e suas alterações.
Seções de estudo
Seção 1 Meteorologia e climatologia: conceitos e avaliação do (meio) ambiente
Seção 2 Clima e tempo: definições e conceitos
Seção 3 A atmosfera terrestre
Para início de estudo
Esta unidade traz um assunto muito importante para estadisciplina: as diferenças entre meteorologia e climatologia. Tais diferenças se aplicam na maneira como o (meio) ambiente é avaliado e medido.
Essas duas áreas, climatologia e meteorologia, possuem estreita relação, e os valores das medidas da atmosfera são usados para as avaliações climatológicas, como também para as avaliações meteorológicas.
Nesta unidade, você vai entender que as diferenças entre meteorologia e climatologia estão diretamente relacionadas com os conceitos de clima e tempo, assunto que será abordado já na primeira seção. Bom estudo!
Seção 1 – Meteorologia e climatologia: conceitos e avaliação do (meio) ambiente
Antes de você estudar sobre o meio ambiente, reflita: o que é meteorologia?
Meteorologia é o ramo da ciência que se preocupacom os fenômenos físicos que ocorrem num dado instante (curto intervalo de tempo), ou seja, as condições do tempo.
Meteorologia é a ciência que estuda fenômenos atmosféricos, especialmente aqueles que se relacionam às condições meteorológicas. Meteorologistas prevêem o tempo contando com milhares de estações meteorológicas localizadas ao redor do mundo, tanto em terra quanto no mar. Em cada estação, as medições são feitas, tais como pressão atmosférica e temperatura, velocidade do vento, cobertura de nuvens e precipitação. Em
Unidade 1
outros lugares, de nível superior observações são feitas por balões meteorológicos e satélites, que enviam um fluxo contínuo de fotografias de volta à Terra. Toda esta informação é enviada para centros meteorológicos nacionais onde são plotados gráficos e mapas que posteriormente são analisados pelos meteorologistas. Esta informação é chamada de previsão, é então enviada para o público pelos jornais, rádio, intenet e televisão.
Já a Climatologia é o estudo científico de climas, que é definida como as condições médias do tempo num longo período. Climatologia é diferente de meteorologia porque depende de uma sequencia de dados.
É esse sequenciamento médio que define o clima de um local e que determina quais atividades são ali possíveis. Essa caracterização média define a climatologia .
A meteorologia trabalha com valores instantâneos, enquanto a climatologia utiliza valores médios (de longo período) da movimentação atmosférica.
No entanto, você pode estar se questionando: como avaliar a atmosfera? Como estudar e prever o tempo, considerando os valores estatísticos dessa movimentação atmosférica? Veja, então:
Como existem interações entre chegada e saída de energia, entender a atmosfera bem como prever os acontecimentos nela é muito difícil. Começando pelo aquecimento e resfriamento da superfície terrestre, que por si só causam mudanças no volume densidade doar,tendo como consequência final a alteração da pressão, que por sua vez causa movimentação do ar vertical e horizontalmente. Essas movimentações alteram os padrões de circulação de maneira geral ou local. (FERREIRA, 2006).
Seção 2 – Clima e tempo: definições e conceitos
O gerenciamento de recursos naturais exige o conhecimento
de valores médios, de valores extremos e probabilidades deocorrência de todos os padrões de comportamento da atmosfera, além dos valores do seu estado momentâneo. Essas diferentes abordagens dependem fundamentalmente de escalas temporais, ou seja: clima e tempo.
Para um local, essa descrição pode ser tanto em termos instantâneos, definindo sua condição atual, como em termos estatísticos, definindo uma condição média. Portanto, introduz-
se uma escala temporal na descrição das condições atmosféricas.Denomina-se tempo à descrição instantânea, enquanto que a descrição média é denominada de clima . (PEREIRA et al, 2002).
Tempo é o estado da atmosfera num local e instante, sendo caracterizado pelas condições de temperatura, pressão, concentração de vapor, velocidade e direção do vento e precipitação..
Clima é o conjunto dos fenômenos meteorológicos que caracterizam a condição média da atmosfera sobre qualquer lugar da Terra.
O clima é, também, uma descrição estática que expressa as condições médias da região (geralmente, essa descrição tem validade para 30 anos), do sequenciamento das condições do tempo num local. O ritmo das variações sazonais de temperatura, chuva,
umidade do ar etc. caracteriza o clima de uma região. O períodomínimo de 30 anos foi escolhido pela Organização Meteorológica Mundial (OMM), com base em princípios estatísticos de tendência do valor médio. Desse modo, incluem-se anos com desvios para mais e para menos em todos os elementos do clima.
A Figura 1.1, a seguir, mostra a variação anual da temperatura do ar próximo da superfície (≈ 1,5m acima do solo) e da chuva na região de São Joaquim/SC. É uma visualização do ritmo
desses elementos climáticos ao longo do ano. Provavelmente,nunca ocorreu um ano igual ao normal, mas essa é a descrição do sequenciamento das condições mais prováveis na região.
A esse valor médio de 30 anos
chama-se Normal climatológica.
Unidade 1
Figura 1.1 - Sequenciamento dos valores normais (1961 - 2006) de temperatura do ar e chuva em
São Joaquim/SCFonte: Epagri, 2006.
Portanto, em termos médios, a temperatura da região varia entre o mínimo de 9,4°C em julho e o máximo de 17,5°C em fevereiro. Com respeito à chuva, o período primavera-verão (outubro a março) contribui com 58% do total anual. O período menos chuvoso corresponde às estações mais frias. Logo, o clima de São
Joaquim/SC apresenta uma distribuição entre as chuvas no verãoe no inverno, não evidenciando nenhum período de seca.
Universidade do Sul de Santa Catarina
Observe que, similarmente, esse tipo de descrição pode ser feito para qualquer localidade que disponha de observações meteorológicas.
Elementos e fatores climáticos e meteorológicos
Antes de apresentar quais são suas funcionalidades, é preciso entender o que são esses elementos e fatores considerados na análise do clima e tempo.
Os elementos são os atributos que constituem o
clima de qualquer local da superfície do planeta e são representados pela temperatura, pressão e umidade atmosféricas.
Os fatores são aqueles agentes responsáveis pelas diferenças climáticas na Terra, pois provocam alterações nos elementos. Tais agentes são a latitude, a longitude, a maritimidade-continentalidade, a vegetação e as atividades humanas.
Escala temporal dos fenômenos atmosféricos
De acordo com a posição do sol em relação a terra, associada com a rotação da terra, os diferentes locais da terra apresentam diferentes cargas de energia, que evidenciam uma grande variação entre o dia e a noite. Anotando assim uma escala diária.
Uma escala maior de variação das condições meteorológicas é a anual, que se deve ao posicionamento relativo entre a Terra e o Sol, gerando as estações do ano. As diferenças sazonais são mais intensas à medida que se afasta da linha do Equador.
As várias latitudes da terra apresentam distintas incidências de radiação, que associadas ao movimento de translação da terra, determinam as estações do ano. As variações na escala diária e anual, são sempre cíclicas, já que os movimentos da terra
Unidade 1
também são. Assim, de posse dos dados climatológicos é bastante compreensível que se faça previsões.
Neste ponto, é importante distinguir as variações que ocorrem
rotineiramente daquelas que indicam mudanças no clima . Quando se fala em mudança climática, fala-se de tendências que ocorrem nas condições regionais, num período razoavelmente longo de tempo (décadas, séculos) para uma grande região. Os causadores dessa mudança são os fenômenos naturais (vulcões, atividade solar), sem qualquer influência humana, e mais aqueles desencadeados realmente pelas atividades humanas (desmatamento, poluição, urbanização). A necessidade de incorporar novas áreas na produção de alimentos pressiona o desmatamento e sua substituição por plantas de ciclo menor.
Observe a Figura 1.2, a seguir. Ela é uma representação da variação do total anual de chuvas ocorridas em Araranguá/SC, desde 1931 até 2002. Embora tenha ocorrido uma flutuação muito grande, a tendência geral foi de aumento. De acordo com a figura, nos anos de 1933, 1945, 1968, 1978, 1985 e 1991 houve um decréscimo nos totais anuais de chuvas. De 1983 até 1988, houve um aumento
brusco, seguido de uma queda igualmente brusca. A tendência doséculo como um todo foi de leve aumento no total anual das chuvas. Os picos de chuva de 1983 (3.177mm) e 1988 (3.373mm) foram imediatamente após os episódios do El Niño mais intensos até então, as chuvas de outono-inverno representaram 76% do total anual em 1983 e 64% em 1988. Observe, por este exemplo, que a análise de períodos relativamente curtos (10 a 20 anos), invariavelmente, conduz a conclusões inconsistentes.
Figura 1.2 - Sequenciamento dos totais anuais de chuva em Araranguá/SC Fonte: Epagri, 2002.
Escala espacial dos fenômenos atmosféricos
O clima pode ser estudado por diversas dimensões. Pode ser avaliado em grandezas temporais, com as escalas temporais,
que vimos anteriormente. Pode-se estudar o clima também classificando-o segundo uma escala espacial dos fenômenos meteorológicos.
A escala espacial é dividida em três categorias: Macro escala (define o macro clima), meso escala define o meso clima) e micro escala (define o micro clima).
Para Mendonça (2007), as escalas espaciais estão inseridas nos eventos meteorológicos bem como na escala espacial. Pode-se então definir os climas das seguintes maneiras:
Macroclima: é o clima definido dentro de extensas regiões. Utilizam escalas pertencentes as unidades de latitude, longitude etc. Nesta escala ocorrem as mudanças climáticas. Pode-se descrever aqui o clima dos continentes ou de um país.
Mesoclima: é um clima regional, definido por delimitações como florestas, desertos , campos, grandes cidades, regiões agrícolas etc. Quando houver a delimitação pelo relevo, defini-se então como topoclima.
Por exemplo, nas regiões Sul e Sudeste do Brasil, os terrenos com face voltada para o norte são mais ensolarados, mais secos e mais quentes. Os de face voltada para o sul são menos ensolarados, mais úmidos
e mais frios, sendo batidos pelos ventos Sudestepredominantes na circulação geral da atmosfera. No inverno, terrenos a meia encosta ou convexos permitem boa drenagem do ar frio, ao passo que terrenos côncavos acumulam o ar frio, agravando os efeitos da geada em noites de intenso resfriamento. Logo, a mesoescala deve ser considerada no planejamento de implantação e manejo de um cultivo.
Microclima: é a menor das unidades de escala climática.Considera os obstáculos para a movimentação atmosférica e sua dinâmica local. Assim leva-se em conta principalmente a
Unidade 1
cobertura do solo, com detalhes para o uso e ocupação do solo. O fator principal é a cobertura do terreno e cada tipo de cobertura tem influência própria sobre o microclima. Isso significa que dentro de um topoclima podem existir inúmeros microclimas, condição mais comum na natureza. Sendo assim, enfatizando extremos, florestas não têm variações térmicas acentuadas no decorrer do dia, enquanto que culturas de menor porte e menos compactas ou cobertura morta intensificam a amplitude térmica.
Seção 3 – A atmosfera terrestre
Numa perspectiva universal, o ar deve ser considerado excepcional devido às suas funcionalidades. Se não existisse a atmosfera, não haveria animais nem plantas. Todas as características do mundo, tal como o percebemos e o próprio ambiente terrestre, dependem essencialmente do ar. Sem a atmosfera, não haveria vento, nuvens ou chuva. Não haveria céu azul, nem crepúsculos ou auroras. Não existiria o fogo, pois toda combustão resulta da união do oxigênio com as substâncias que queimam. Não existiria o som, pois o que chamamos de som é a vibração das moléculas de ar contra o tímpano. Sem ar, enfim, as plantas não poderiam nascer e crescer. (PEREIRA et al, 2002).
Além de suas demais propriedades, a atmosfera serve de imenso
escudo que protege a Terra da violência dos raios solares, absorvendoas radiações de ondas curtas mais perniciosas. À noite, funciona como teto de vidro de uma gigantesca estufa, conservando o calor do dia e impedindo que ele se perca todo no espaço.
Estrutura vertical da atmosfera
Atmosfera é uma manta fina de gases. Sem esse “cobertor” de gases, nosso planeta não teria vida, assim como a lua. A atmosfera nos dá o ar que precisamos para respirar, nos fornece água potável para beber e nos protege da radiação solar.
A atmosfera pode ser dividida verticalmente em camadas em função de suas características físicas e químicas, por exemplo, temperatura e concentração de gases.
A atmosfera é subdividida nas seguintes camadas (Figura 1.3):
troposfera (camada onde ocorrem os fenômenos meteorológicos);
tropopausa (isotermia);
estratosfera (camada onde ocorre a absorção dos raios UV pelo O3);
estratopausa;
mesosfera;
mesopausa;
termosfera.
Fonte: Pereira et al., 2002.
Composição básica da atmosfera
Dois gases constituem a maior parte da atmosfera da Terra: nitrogênio (78%) e oxigênio (21%). Traços de Argônio, dióxido
de carbono e vapor d’agua compõem o restante.
Para Pereira et al (2002), esses gases são muito quentes, formando correntes verticais ascendentes intensas, que atingem altitudes elevadas, onde os ventos fluem à grande velocidade. Isso resulta em dispersão dos gases e partículas vulcânicas na escala global, afetando o ciclo natural dos gases atmosféricos, não apenas no local de emissão. Felizmente, essas erupções são esporádicas e aparentemente não cíclicas.
Quais os constituintes da atmosfera e quais suas camadas?
Os cientistas dividiram a atmosfera em quatro camadas de acordo com a temperatura: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera.
Observe a figura 1.3. A temperatura cai à medida que se sobe na troposfera, mas aumenta à medida que nos movemos pela camada seguinte, a estratosfera. Outro aspecto importante é que quanto mais longe da terra, a atmosfera fica mais fina.
Troposfera Esta é a camada da atmosfera mais próxima à superfície da Terra, estendendo-se até cerca de 10-15 km acima da superfície da Terra. Ela contém 75% da massa da atmosfera. A troposfera é maior no equador do que nos pólos. Temperatura e pressão caem a medida que a altura aumenta.
A tropopausa:
No topo da troposfera é a tropopausa, onde a temperatura atinge um mínimo (estável). Alguns cientistas chamam a tropopausa uma “armadilha fria” porque este é um ponto onde o vapor de água ascendente não pode ir mais alto porque se transforma em gelo e é preso. Se não houvesse nenhuma armadilha fria, a Terra perderia toda a sua água!
O aquecimento desigual das regiões da troposfera pelo Sol provoca correntes de convecção e ventos. Ar quente da superfície da Terra sobe e ar frio acima dele se locomove para substituí-lo. Quando o ar quente atinge a tropopausa, ele não pode ir mais alto que o ar acima dele (na estratosfera) porque é mais quente e mais leve. impedindo a convecção do ar muito além da tropopausa. A tropopausa age como uma barreira invisível e é a razão porque a maioria de formação de nuvens e fenómenos meteorológicos ocorrem na troposfera, incluindo o efeito estufa, que faleremos mais adiante.
Estratosfera
Esta camada situa-se acima da troposfera e tem cerca de 35 km de expessura. Estende-se desde cerca de 15 a 50 km acima da superfície da Terra. A parte inferior da estratosfera tem uma temperatura quase constante com a altura, mas na parte superior a temperatura aumenta com a altitude devido à absorção da luz solar pelo ozônio.
Este aumento da temperatura com a altitude é o opostoda situação observada na troposfera.
A Camada de Ozônio: A estratosfera contém uma fina camada de ozônio, que absorve a maior parte da radiação ultravioleta prejudicial do sol. A camada de ozônio está sendo esgotado, e está ficando mais fina a Europa, Ásia, América do Norte e da Antártida --- “buracos” estão aparecendo na camada de ozônio. Trataremos com mais
propriedades deste assunto na disciplina de Controle daPoluição Atmosférica.
Mesosfera
Diretamente acima da estratosfera, estendendo 50-80 km acima da superfície da Terra encontra-se a mesosfera é uma camada de ar frio onde a temperatura geralmente
diminui com o aumento da altitude. Aqui na mesosfera,a atmosfera é muito rarefeita, no entanto, grossa o
Unidade 1
suficiente para absorver os meteoros que caem na atmosfera, onde se queimam, deixando rastros de fogo no céu noturno.
Termosfera
A termosfera se estende de 80 km acima da superfície da Terra para o espaço sideral. A temperatura é quente e pode ser tão elevada como milhares de graus, Pois algumas moléculas que estão presentes na termosfera recebem grandes quantidades de energia do sol.
No entanto, a termosfera seria realmente muito fria, por causa da probabilidade de que essas moléculas poucos iriam colidir contra um objeto neste ponto.
Dióxido de carbono representa apenas 0,0383% da atmosfera. Literalmente uma gota na atmosfera. Na troposfera, o CO2 e o vapor d’água são responsáveis pela manutenção da temperatura principalmente na troposfera. Chamamos esta estabilização térmica de efeito estufa, e é um fenômeno natural.
Parte dessa radiação infravermelha é capturada pela atmosfera, aquecendo-a
A maioria da radiação é absorvida para aquecimento da terra
Parte da energia é reemitida para a atmosfera na forma de radiação infravermelha
Figura 1.4 - Ilustração da captura da radiação infravermelha pelo CO2
Fonte: Morris, T. Fullerton College. Adaptada: 2008.
O efeito estufa é um processo natural que mantém a temperatura média da terra em torno de 14°C, ou seja, sempre existiu, mesmo antes da Revolução Industrial. Porém, segundo Dow e Downing (2007), as evidências de que as mudanças climáticas induzidas pelo homem já estão acontecendo são bastante claras e o entendimento básico que a física dos gases atmosféricos determina o equilíbrio energético do planeta e afeta as temperaturas globais do planeta também já é conhecido.
O Protocolo de Quioto é um tratado ambiental que tem como objetivo estabilizar a emissão de gases de efeito estufa (GEE) para a atmosfera e assim reduzir o aquecimento global e seus possíveis impactos. É considerado o tratado sobre meio ambiente de maior importância lançado até hoje.
O acordo foi assinado em 1997 na cidade japonesa de Quioto e aberto à adesão dos países membros da Convenção. Antes disso, uma série de negociações já vinham sendo feitas desde a Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima, que aconteceu em Nova York, em 1992.
O tratado visa a diminuição da emissão dos seguintesgases, que colaboram para o agravamento do efeito estufa: perfluorcabono, hexafluoreto de enxofre, metano, óxido nitroso, hidrofluorcarbono e dióxido de carbono.
Os países signatários do Protocolo de Quioto foram divididos em dois grupos, de acordo com seu nível de industrialização: os países desenvolvidos e os países em desenvolvimento.
Os países desenvolvidos que ratificaram o tratado tem ocompromisso de diminuir suas emissões de GEE em uma média de 5,2% em relação aos níveis que emitiam em 1990. E tem um prazo final para cumprir a meta: até 2012.
Já os países que não atingiram determinado nível de desenvolvimento, não tem metas. Eles podem auxiliar na redução de emissão desses gases, embora não tenham um compromisso legal de redução até 2012. Essa redução de emissões pode ser feita
através de projetos devidamente registrados que comercializemCertificados de Emissões Reduzidas (CERs) de projetos.
Unidade 1
Não podemos esquecer do vapor de água, que na atmosfera varia em volume de aproximadamente 4%, dependendo do local do globo. Portanto, em média, apenas cerca de 2-3% das moléculas no ar são as moléculas de vapor d’água. A quantidade de vapor d’água no ar é pequeno em áreas extremamente áridas e no local onde as temperaturas são muito baixas (ou seja, regiões polares, de tempo muito frio). O volume de vapor d’água é de cerca de 4% em locais muito quentes e úmidos como os trópicos.
Por que não se pode ter mais que 4% de vapor d’água na atmosfera?
É porque a temperatura estabelece um limite para a quantidade de vapor d’água no ar. Mesmo no ar tropical, uma vez que quando o volume de vapor d’água na atmosfera se aproxima de 4%, ele começará a se condensar. A condensação de vapor de água evita que o percentual de vapor de água no ar aumente.
Síntese
Nesta unidade, você estudou sobre os conceitos importantes relacionados à climatologia e meteorologia. É essencial entender as diferenças entre clima e tempo, as escalas dos fenômenos atmosféricos, elementos e fatores climáticos e a composição da atmosfera.
A atmosfera serve de imenso escudo que protege a Terra da violência dos raios solares, absorvendo as radiações de ondas curtas mais perniciosas. Além disso, a radiação solar é o principal elemento controlador das variações tanto na escala diária como na anual. Essas são variações que ocorrem com uma periodicidade (ciclo) previsível.
Você estudou também sobre os efeitos do aumento de alguns gases nocivos na atmosfera, que afetam o equilíbrio energético do planeta e as temperaturas globais do planeta, o que também já é conhecido.
Atividades de autoavaliação

Ao final de cada unidade, você realizará atividades de autoavaliação. O gabarito está disponível no final do livro didático. Mas esforce-se para resolver as atividades sem ajuda do gabarito, pois assim você estará promovendo (estimulando) a sua aprendizagem.
1) Assinale a alternativa correta.
a) ( ) Tempo e clima são conceitualmente iguais.
b) ( ) Tempo é o estudo de dados estatísticos provenientes de estações meteorológicas iguais.
c) ( ) Clima é o estudo dos eventos instantâneos ocorridos na atmosfera.
d) ( ) Clima é o estudo da atmosfera considerando elementos meteorológicos de uma série de anos.
e) ( ) Tempo é o estudo dos fatores climáticos.
2) Quais as escalas dos fenômenos meteorológicos?
Unidade 1
3) De acordo com o que foi estudado nesta unidade, responda às seguintes questões:
a) Qual o protocolo criado para estabelecer metas de redução dos gases do efeito estufa?
b) Qual é a diferença entre a assinatura do protocolo e a ratificação do protocolo?
c) Quais grandes países ainda não ratificaram o protocolo?
4) Assista ao filme “O dia depois de amanhã” (The Day after tomorrow , produzido pela Warner Bros.) e identifique:
a) Uma escala de fenômeno meteorológico.
b) Um erro conceitual.
Saiba mais
Se você desejar, aprofunde os conteúdos estudados nesta unidade consultando as seguintes referências:
DOW, K.; DOWNING, T. E. O atlas da mudança climática .O mapeamento completo do maior desafio do planeta. São Paulo: Publifolha, 2007.
FERREIRA, A. G. Meteorologia prática. São Paulo: Oficina de textos, 2006.
MENDONÇA, F.; DANNI-OLIVEIRA, I. M. Climatologia. Noções básicas e climas do Brasil. São Paulo: Oficina de Textos, 2007.
PEREIRA, A. R.; ANGELOCCI, L. R.; SENTELHAS, P. C. Agrometeorologia : fundamentos e aplicações práticas. São Paulo: Agropecuária Ltda., 2002.
TUBELIS, A.; NASCIMENTO, F. J. L. do. Meteorologia descritiva . São Paulo: Nobel, 1988.
VIANELLO, R. L.; ALVES, A. R. Meteorologia básica e
aplicações. Viçosa: Imprensa Universitária de Viçosa, 1991.
Objetivos de aprendizagem Conhecer os movimentos atmosféricos e sua relação
com a formação do clima e do tempo.
Compreender as consequências dos fenômenos El Niño e La Niña.
Identificar as massas de ar e frentes de deslocamento.
Seções de estudo
Para início de estudo
Nesta unidade, você irá entender como a atmosfera semovimenta, quais as consequências desse movimento e como são os ventos gerados nesse processo. Além disso, entenderá por que o El Niño é um fenômeno de escala global e que está mais ligado ao seu dia a dia do que você imagina. Já na seção 2, você vai ver como os ventos gerados pelos sistemas atmosféricos interagem nos sistemas naturais.
Você vai entender que os movimentos gerais da atmosfera geram
na superfície do planeta outros movimentos localizados, queestão interligados e são regidos pelas mesmas leis físicas dos grandes movimentos. Em qualquer escala, o ar em movimento, impulsionado pelas diferenças de pressão, ocasiona diferentes fenômenos meteorológicos.
Seção 1 – Circulação geral da atmosfera
Estamos prontos para entender os movimentos de massa de ar em escalas regionais e globais. O ar move ao longo de gradientes de pressão a partir de condições de alta pressão para baixar a pressão; ar quente sobe, ar frio desce, movimentos de ar são influenciados também pelo movimento da própria Terra, bem
como outras forças. Como a Terra aquece de forma desigual, o calor é deslocado de áreas quentes para áreas mais frias de acordo com as leis da física. Este movimento do ar de escala global, que restaura o equilíbrio de calor na Terra, é chamado de circulação geral da atmosfera.
A causa dominante por trás do movimento do ar em condições quase horizontais é o gradiente de pressão.
Unidade 2
A força vertical exercida pela atmosfera sobre a superfície terrestre é denominada de pressão atmosférica.
Para Pereira et al (2002), desta forma, pode-se inferir que a atmosfera é mais expandida no equador e mais contraída nos polos. A parte ensolarada da Terra (dia) também tem atmosfera mais espessa que a parte escurecida (noite). A espessura da atmosfera varia continuamente ao redor da Terra. Portanto, a região equatorial sempre apresenta menor pressão atmosférica que os polos.
É por esse motivo que, na superfície, as massas frias (alta pressão) sempre avançam para as regiões mais aquecidas (baixa pressão). Em altitude, a circulação é no sentido contrário, formando uma célula. Esta movimentação redistribui a energia que “sobra” no equador para as regiões polares.
Por essa descrição é que se afirma que uma parcela (volume de controle) de ar está sujeita a três forças:
1. da gravidade – a força de atração gravitacional é sempre direcionada no sentido do centro da Terra, prendendo a atmosfera ao redor de sua superfície, sendo a principal responsável pela pressão;
2. da flutuação térmica - a força devido à flutuação térmica contribui significativamente para a variação da pressão local, e sua contribuição pode ser tanto no sentido de aumentar como de diminuir o valor da pressão. A contribuição é positiva quando a superfície está fria, pois o ar em contato com ela também está frio, e a força de flutuação térmica será direcionada para o centro da Terra, aumentando a pressão;
3. do gradiente horizontal de pressão – se a superfície estiver quente, o ar estará quente, e então essa força será direcionada para cima, diminuindo a pressão na superfície. A força, devido ao gradiente horizontal de pressão, é a responsável pela movimentação da atmosfera
de uma região para outra.
Como essas três forças atuam sobre a parcela de ar em qualquer situação (repouso ou movimento), elas são denominadas de forças primárias. No entanto, no momento que a massa de ar começa a se movimentar aparecem duas outras forças denominadas secundárias. Veja Figura 2.3 (PEREIRA et al, 2002).
Uma é a força devido ao atrito com a superfície. Ela é sempre contrária ao sentido de movimentação, sendo resultante da rugosidade da superfície; portanto, seu efeito é de desaceleração do movimento. Outra é uma força aparente devido ao movimento de rotação da Terra, denominada Força de Coriolis. Ela apenas muda a trajetória da massa de ar sem modificar sua velocidade. Figura 2.3 (PEREIRA et al, 2002).
Ainda para Pereira et al (2002), a força de Coriolis é sempre perpendicular à direção do movimento, e no Hemisfério Sul desloca a trajetória para a esquerda. No Hemisfério Norte, o deslocamento é para a direita. Isso explica por que os redemoinhos giram em sentidos diferentes nos dois hemisférios. É a força de Coriolis que determina o movimento rotatório dos sistemas atmosféricos (ciclones, anticiclones, tornados e furacões).
Para entender o efeito da força de Coriolis, imagine um avião voando do Polo Sul para um ponto situado no equador. Como a Terra gira de oeste para leste, a trajetória do avião será uma curva para a esquerda, pois o ponto de destino se desloca para a direita.
Figura 2.1 - Representação esquemática
Figura 2.2 - Representação das células de circulação Fonte: UWSP, 2009.
Segundo a teoria de 3 células, a Terra é dividida em seis células de circulação, três no Hemisfério Norte e três no hemisfério sul.
(Figuras 2.1 e 2.2) . As linhas divisórias estão a 30° do equador,latitudes Norte e Sul. A circulação geral do Hemisfério Norte é similar a do Hemisfério Sul.
Primeiro, observe a célula tropical do Hemisfério Norte que fica entre o equador e 30°de latitude Norte.
Convecções no equador faz em com que o ar quente suba nesta região. Quando atinge a parte superior da troposfera, ela tende a
fluir em direção à Pólo Norte. No momento em que o ar atingiu 30° N, o efeito Coriolis desvia o ar que passa a se mover para leste, em vez de para o norte. Isto resulta numa região de convergência perto de 30 °. Então ma corrente de ar descendente (subsidência) em direção à superfície forma um cinturão de alta pressão.
Quando o ar descendente atinge a superfície onde ela flui
para fora (divergência), parte do ar flui e flui para os pólostornar-se uma célula das latitudes médias.
a outra parte dos fluxos vai em direção ao equador, onde é desviado pela força de Coriolis e forma os ventos de nordeste.
Estas são as chamada células de Hadley.
A célula de latitude média (Ferrel) situam-se entre 30° e 60° de latitude Norte ou Sul.
A célula polar fica entre 60° de latitude Norte e os Pólo Norte e também Sul.
Figura 2.3 - Esquema demonstrando a força aparente de Coriolis Fonte: Geomundo, 2009.
Assim, a força de Coriolis (F) modifica o sentido dos ventos, defletindo-os para a esquerda no Hemisfério Sul e para a direita no Hemisfério Norte, de acordo com a Figura 2.4, originando-se assim os ventos predominantes em cada faixa. (PEREIRA et al, 2002).
Entre os trópicos e o equador - ALÍSIOS de NE (Hemisfério Norte) e de SE (Hemisfério Sul).
Entre os trópicos e as regiões subpolares - ventos de OESTE.
Regiões polares - ventos de LESTE.
Unidade 2
Figura 2.4 - O efeito Coriolis. O gradiente de pressão de superfície formado pelas áreas de alta (A) e baixa (B) pressão gera ventos que são desviados para a esquerda (sentido anti-horário), no Hemisfério Sul e para a direita (sentido horário) no Hemisfério Norte.
Fonte: Mendonça e Danni-Oliveira, 2007.
Nas regiões de transição das células de circulação, normalmente, ocorrem calmarias. Na região equatorial, onde os ventos alísios dos dois hemisférios convergem, forma-se a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT). Há também a formação da Zona de
Convergência Extratropical (ZCET), onde ocorre a convergênciados ventos de leste e de oeste. (PEREIRA et al, 2002).
Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) - elevação do ar quente e úmido, pouco vento, formação de nuvens e chuva convectiva.
Zona de Convergência Extratropical (ZCET) - encontro do ar frio e seco com ar quente e úmido,
originando os sistemas frontais.
Ciclones e anticiclones
Um ciclone (centro de baixas pressões) é uma região em que o ar relativamente quente se eleva e favorece a formação de nuvens e precipitação. Por isso, tempo nublado, chuva e vento forte estão
normalmente associados a centros de baixas pressões. Figura 2.4 A.
Um anticiclone (ou centro de altas pressões) é uma região em que o ar desce e suprime os movimentos ascendentes necessários à formação de nuvens e precipitação. Por isso é associado a bom tempo (seco e sem nuvens): quente e seco no verão e frio com céu limpo no inverno. Figura 2.4 B.
Um centro de alta pressão, ou seja, um centro “exportador” de vento tem circulação anti-horária no Hemisfério Sul, caracterizando um anticiclone.
Ciclones tropicais
A atmosfera das regiões tropicais apresenta movimentos turbilhonadores do ar em larga escala espacial, em torno de um centro de baixas pressões, geralmente acompanhados de ventos velozes e de fortes chuvas, que se formam sobre os oceanos, denominados ciclones tropicais.
Esse fenômeno pode receber denominações regionais muitoparticulares, como hurricane ou furacão no Atlântico Norte, ou tufão no extremo oriente e noroeste do Oceano Pacífico.
Os ciclones formam-se depois que os raios do Sol incidem durante vários dias sobre o oceano, provocando o aquecimento da massa de ar situada próximo de sua superfície líquida, quando a sua umidade se eleva. Quanto mais ar quente e úmido sobe, mais a temperatura diminui, o que favorece a condensação do
vapor em gotas de chuva para formar as nuvens e a consequente liberação de calor latente para o ar nesse momento. Quanto mais umidade e calor existirem, mais evaporação irá ocorrer, o que poderia provocar o surgimento de várias centenas de tempestades.
O ciclone caracteriza-se pela transformação de uma gigantesca quantidade de energia calorífica em movimento circular ao redor de um centro de baixas pressões, em associação com a força de Coriolis e a força centrífuga da perturbação (fluxos horizontais). Movimentos de ascendência e subsidência (fluxos verticais) fornecem a energia necessária ao ciclone, bem como facilitam e aumentam a transformação de calor em movimento (Figura 2.5).
Unidade 2
Figura 2.5 - Estrutura de um furacão (No Hemisfério Norte, as setas de circulação horizontal abaixo representam o movimento da força centrífuga de perturbação, evidenciando movimento no sentido anti-horário. As setas superiores indicam o movimento dos ventos seguindo a força aparente de Coriolis, no sentido horário).
Fonte: Thinkquest Library, 2009.
No interior dos furacões, os ventos variam de 117 km/h a 300 km/h. Segundo a sua intensidade, o diâmetro do furacão pode atingir os 2.000 quilômetros e se deslocar por vários milhares de quilômetros.
Alguns se deslocam à velocidade de 20 a 25km/h, apesar da velocidade excessiva dos ventos que o fazem girar (Figura 2.6).
Figura 2.6 - Imagem do Furacão Catarina, obtida no dia 27/03/2004, pelo sensor MODIS do satélite Terra Fonte: INPE, 2008 (apud NASA, 2007).
Corrente de jato
A presença de massas quentes situadas sobre o continente resiste a essa tentativa de avanço das massas frias, empurrando-as para
o oceano Atlântico. Algumas vezes, as massas frias avançam rapidamente pela Cordilheira dos Andes, empurrando a massa continental quente para norte e mesmo leste, chegando até a Amazônia ocidental. Esses avanços causam as chamadas friagens na Amazônia. Quando elas acontecem, significa que a massa de ar fria é muito forte, e geralmente provoca ocorrências de geadas na região Sudeste. (PEREIRA et al, 2002).
As correntes de Jato são ventos fortes concentrados em uma corrente tubular e relativamente estreita na troposfera superior, situada nas latitudes médias e regiões subtropicais dos dois hemisférios, Norte e Sul. Seu fluxo vai de oeste para leste, as Correntes de Jato são causadas pelas diferenças da temperatura do ar em localidades vizinhas.
A posição do jet stream varia continuamente fazendo com que as frentes frias avancem mais ou menos pelo continente.
Algumas vezes, a posição do jet stream bloqueia o avanço damassa fria, tornando-a estacionária sobre uma região por alguns dias, causando excessos de chuvas na região do bloqueio e de estiagem nas áreas imediatamente acima dessa região. Isso explica, por exemplo, as enchentes ora no Rio Grande do Sul e Santa Catarina, ora no Paraná e São Paulo, ora mais acima. (PEREIRA et al, 2002).
El Niño e La Niña
Um fenômeno de extrema importância não apenas meteorológico, mas também econômico, é o El Niño - Oscilação Sul (ENOS). Até a década de 1950, o fenômeno ENOS só despertava a atenção dos pescadores da costa do Peru, Equador, norte do Chile e daqueles que sobreviviam da coleta de “guano”, rico fertilizante produzido por pássaros marítimos que habitam a costa daqueles países.
Esses pescadores puderam perceber que a elevação do nível do mar e de sua temperatura reduzia a quantidade de peixes e
Unidade 2
também a produção do fertilizante natural. Como esse fenômeno era mais intenso na época do Natal, os pescadores batizaram-no de El Niño, como referência ao nascimento do menino Jesus.
Os ventos que sopram pela superfície do oceano pacífico são conhecidas como Ventos alísios e sopram de leste para oeste, e assim estes ventos vão levando água da superfície oceânica da américa do sul em direção a Indonésia e a Austrália. No alto da atmosfera os ventos se movem em sentido oposto, tendo como resultado um sistema de circulação de ar.
O oceano pacífico absorve uma grande quantidade de calor proveniente da radiação solar aumentando a temperatura da superfície oceânica. Estas água mais quentes são então empurradas para oeste pelos ventos alísios, acumulando-se na costa da Indonésia e ao Norte da Austrália. Neste ponto o ar mais úmido e quente se eleva formando nuvens de chuva. Esta massa de ar volta a costa da américa do sul descendo seca e fria. Chamamos este movimento de células de Walker.
Esta é uma das maneiras em que o movimento das águas afeta o
clima. Por isso países como o Peru e Equador permanecem secose com baixas temperaturas e a Indonésia e Norte da Austrália recebem calor e chuvas, que determinam seu clima tropical.
Porém o fenômeno conhecido como El Niño, pode alterar radicalmente estes movimentos. O El Niño se inicia como um rápido declínio na força dos ventos Alísios. Então o sistema de circulação atmosférico é interrompido. As águas do oceano Pacífico já não são mais transportadas de leste para oeste,
movendo-se agora para a América do Sul. Esta água mais quente se acumula na costa da américa do sul. O ar quente se eleva, condensa-se aumentando a precipitação no Peru e Equador. De outro modo, as águas na costa da Indonésia e Austrália, diminuem a temperatura, dando inicio ao um clima mais frio e seco. Assim o El Niño é conhecido pelo aquecimento anormal das água do pacífico próximas a costa da américa do sul.
A atmosfera que se eleva (por convecção) na costa da Austrália (com chuvas) tende a descer seca (sem chuvas) na costa do Peru. Esse padrão é tomado como
“normal” para a circulação atmosférica naquela região(Figura 2.7).
Toda esta circulação se conecta fazendo com que o clima se altere em todo o globo terrestre. Assim consequências como chuvas e inundações nos Estados Unidos e Sul do Brasil, estão interligados com as secas no Norte da Austrália, como pode ser observado na Figura 2.8.
O fenômeno do El Niño ocorre com uma frequência irregular, normalmente em intervalos de 3 a 5 anos.
Já o fenômeno La Niña, ocorre quando os ventos Alísios sopram com maior força que normalmente, de leste para oeste, ocorrendo portanto um maior acúmulo de água quente na costa Australiana e da Indonésia. Resultando numa maior quantidade e frequência das precipitações. O Peru e equador experimentam um clima
muito mais frio e seco. Não se sabe com precisão o que desencadeia o fenomeno El Niño e la Niña. Acredita-se que são partes de ciclos climáticos, mas há evidências que as ocorrências estão se tornando mais freqüentes.
Com o desenvolvimento e uso de satélites meteorológicos, ficou mais fácil medir a temperatura dos oceanos e acompanhar o deslocamento dos grandes sistemas circulatórios. Como decorrência, começou-se a associar a ocorrência do El Niño com anomalias meteorológicas em outras regiões do mundo (teleconexões). (PEREIRA et al, 2002).
Em função da posição de ocorrência, o El Niño afeta diretamente a posição do jet stream e a ocorrência de inundações e secas, como fora descrito. Logo, para a região Sudeste do Brasil, El Niño pode
significar tanto excesso como falta de chuvas. Para outros locais, asinfluências podem ser mais marcantes e nem sempre desfavoráveis.
Unidade 2
O fenômeno oposto a El Niño é La Niña, conforme mostra a Figura 2.9, que se caracteriza pelo resfriamento além do normal das águas do Oceano Pacífico. As consequências desse fenômeno no clima do Brasil são a intensificação das chuvas no Nordeste e secas no Sul do país. No estado de São Paulo, as consequências dos fenômenos El Niño e La Niña não são bem definidas, por estar na região Sudeste numa zona de transição, onde as consequências dos fenômenos são moduladas também pelas variações da temperatura do oceano Atlântico, de onde provém o vapor d’água trazido pelos ventos alísios de SE.
Figura 2.7 - Esquema do fenômeno El Niño Fonte: CPTEC/INPE.
Figura 2.8 - Esquema aproximado dos efeitos do El Niño nos diversos continentes Fonte: CPTEC/INPE.
Em função da posição de ocorrência, o El Nino afeta diretamente a posição do Jet stream e a ocorrência de inundações e secas, como fora descrito. Logo,para a região Sudeste do Brasil, El Nino pode significar tanto excesso como falta de chuvas. Para outros locais, as influências podem ser mais marcantes e nem sempre desfavoráveis. (PEREIRA et al, 2002).

Assim, ao analisar as Figuras 2.7, 2.8 e 2.9, é possível compreender
a importância do estudo do movimento da atmosfera e como estemovimento é importante para as formações climáticas atuais e as variações temporais percebidas diariamente.
Colombia, Venezuela, Guiana, Suriname,
Guiana Francesa
Redução das precipitações na maior parte do ano, com exceção dos meses de março a junho que aparentemente não são afetados. A exceção é a costa pacífica da Colômbia que recebe chuvas intensas no verão.
Equador, Peru,
Bolívia, Chile
Chuvas intensas nos meses de verão sobre a costa ocidental da América do Sul, que afetam as costas do Equador e do norte do Perú. Secas nos meses de verão sobre as regiões andinas do Equador, Peru e Bolívia. Chuvas intensas sobre a região central e sul do Chile na estação de inverno.
Centro Oeste
Não há evidência de efeitos
pronunciados nas chuvas desta região. Tendências de chuvas acima da média e temperaturas mais altas no sul do MS.
Norte
Secas de moderadas a intensas no norte e leste da Amazônia. Aumento da probabilidade de incêndios florestais, principalmente em áreas de florestas degradadas.
Nordeste
Como o leste da Amazônia, secas de diversas intensidades no
norte do Nordeste ocorrem durante a estação chuvosa de fevereiro a maio. Sul e oeste do Nordeste não são
significativamente afetados.
substancial aumento das temperaturas neste inverno. Não há padrão característico de mudança das chuvas.
Argentina, Paraguai, Uruguai
Precipitações acima da média no nordeste da Argentina, Uruguai e Paraguai, principalmente na primavera e verão.
Sul
Precipitações abundantes, principalmente na
primavera e chuvas intensas de maio a julho. Aumento na temperatura média.
Figura 2.9 - Efeitos do fenômeno El Niño/Oscilação Sul (ENOS) na América do Sul Fonte: CPTEC/INPE.
Seção 2 – Estrutura vertical dos ventos
O Ar nunca está parado, então o ar em movimento é chamado de
vento. Quando mal sentimos o vento, chamamos de brisa. Porém os ventos podem ficar muito mais fortes, afetando a superfície da terra.
Os ventos surgem pelas diferenças nas pressões atmosféricas, como já vimos no inicio desta unidade. As zonas de alta pressão são regiões exportadores de ventos e as zonas de baixa pressão são regiões receptoras.
Pode-se analogamente representar este processo como um balcão
cheio de ar. O ar sempre tenta escapar, pois dentro do balão apressão é maior. Este ar que escapa cria uma corrente de pressão, que é o vento.
A mesma coisa acontece na terra. Os ventos sopram de áreas de alta pressão para áreas de baixa pressão, sempre de cima para baixo. É como se tentassem equilibrar as pressões. Sendo assim os ventos deveriam se deslocar em linha reta, mas outro fator os faz deslocar. É a força aparente de Coriolis.
Em geral na escala de todo o Planeta, os ventos tendem a levar ar frio em direção ao Equador e ar quente em direção aos polos. Assim os ventos tem um papel muito importante na determinação dos climas. Eles também transportam umidade na forma de nuvens, que após a precipitação, torna toda a vida no planeta possível.
Quanto mais rugosa for a composição da superfície, maior será sua influência sobre os ventos. A velocidade é menor junto à superfície,
mas a presença dos obstáculos cria redemoinhos que são proporcionais ao seu tamanho. A ocorrência de redemoinhos caracteriza escoamento turbulento (caótico). Por exemplo, uma cidade cria mais turbulência com seus arranha-céus que uma floresta; mas essa cria mais turbulência que um canavial, e assim sucessivamente. Esse tipo de turbulência dizemos que é de origem mecânica.
À medida que o Sol vai aquecendo a superfície,
aparece uma força de flutuação térmica que estimula o aparecimento de ventos.
Conheça a seguir os ventos, suas origens e características:
a) Ventos locais - a circulação geral da atmosfera, discutida no item anterior, modifica-se acentuadamente na escala de tempo
e espaço, devido ao aquecimento diferenciado entre continentes e oceanos, configuração de encostas, sistemas orográficos e topografia. Assim, os ventos de superfície, que são função da circulação geral da atmosfera, podem ser modificados pelas circulações em menor escala, variando tanto diária como sazonalmente. (PEREIRA et al, 2002).
b) Brisas marítima: A brisa marítima é um fenômeno diário, sopra do mar para a terra durante o dia e em sentido contrário à noite. Durante o dia a temperatura da terra se eleva mais rapidamente que a da água. Isso acontece porque o calor específico da água é maior que o da terra. Ou seja, é necessário maior quantidade de calor para elevar de 1º C a temperatura de certa massa de água, do que elevar de 1º C a temperatura da mesma massa de areia. As camadas de ar que estão em contato com a areia se aquecem mais, ficam menos densas e sobem. Seu lugar é ocupado pelo ar frio que está em contato com a água.
Surge assim uma brisa, do mar para a praia. (Figura 2.10 a.) À noite, o movimento se inverte. Devido, ainda, aos diferentes valores de calor específico, a terra esfria mais rapidamente. A água demora mais para esfriar. Assim, à noite, o ar mais quente é o que está em contato com a água. Por ser menos denso, ele sobe, dando lugar ao ar mais frio que está em contato com a praia. Produz-se então a brisa da terra para o mar. (Figura 2.10 b.)
Figura 2.10 - Representação esquemática das brisas marítima (a) e terrestre (b) Fonte: Pereira et al., 2002.
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c) Brisas de montanha e de vale - ocorrem devido às diferenças de temperatura entre pontos em distintas situações de relevo. Durante o dia, forma-se a brisa de vale (anabática), porque em virtude do aquecimento a tendência do ar é subir (Figura 2.11a). Durante a noite, forma-se a brisa de montanha (catabática), em decorrência do escoamento do ar frio, mais denso, para as baixadas (Figura 2.11b). (PEREIRA et al, 2002).
Figura 2.11 - Representação esquemática das brisas de vale, durante o dia (a), e de montanha, durante a noite (b) Fonte: Pereira, 2002.
d) Vento Foehn: O vento Foehn é característico das zonas montanhosas, como as Montanhas Rochosas e dos Alpes. O vento é um vento quente e seco que sopra descer a encosta oriental da maioria das montanhas.
À medida que sobe e esfria o vapor de água que transporta começa a condensar, resultando em chuva forte ou neve nas encostas de barlavento. Quando isso acontece, algum calor é adicionado ao sistema, chamado de calor latente de condensação (Figura 2.12).
Este vento Foehn tem muitos nomes, como por exemplo, o vento das Montanhas Rochosas na América do Norte que é chamado de vento Chinook.
Figura 2.12 - Ventos Foehn ou Chinook Fonte: Pereira et al., 2002.
As circulações atmosféricas ocorrem continuamente sore a superfície terrestre. No entanto sobre algumas regiões do
globo há acúmulo de massas de ar. Essas massas adquirem características próprias de temperatura e umidade relativas a superfície e as propaga por toda a sua extensão vertical constituindo um imenso bloco de ar com propriedades mais ou menos uniformes em cada nível atmosférico.
As massas de ar classificam-se de acordo com a região de origem, com a temperatura e com a umidade.
Quanto a região de origem, de acordo com a latitude se sua formação, uma massa de ar pode ser:
Equatorial (E)
Tropical (T)
Polar(P)
Ártica(A)
Antártica(A)
As massas de ar tropicais são semi-estacionárias e apresentam as condições de tempo predominantes nos países que possuem clima tropical, como o Brasil.
Já as massas de ar Antárticas, dão origem as massas de ar Polares,
cujos deslocamento provocam grandes alterações de tempo em nosso País.
Quanto a temperatura uma massa de ar é classificada como quente (W) ou fria (K), de acordo com o contraste térmico com a superfície sobre a qual se desloca.
A permanência das massas de ar em regiões cobertas de terra ou água fazem com que elas sejam chamadas de continental ou
marítimas. Geralmente as continentais são secas e as marítimas são úmidas.
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Principais tipos de massas de ar sobre a América do Sul:
cE (equatorial continental) - forma-se na região amazônica (quente e úmida), causando chuvas;
mE (equatorial marítima) - forma-se sobre o oceano, causando chuvas;
cT (tropical continental) - forma-se na região do Chaco (quente e seca), causa poucas chuvas;
mT (tropical marítima) - forma-se sobre os oceanos e causa poucas chuvas;
mP (polar marítima) - forma-se na região subantártica (fria e seca), causa chuvas frontais;
cA (antártica continental) - forma-se na região Antártica durante todo o ano.
Frentes de ar: Uma frente é definida como a fronteira entre duas massas de ar de diferentes temperatura e densidade. Elas não se misturam (imediatamente) devido às suas diferentes densidades. Em vez de se misturarem, a massa de ar mais leve e com temperatura mais elevada sobe sobre a massa mais fria e mais densa; a frente é a região de transição entre elas.
As frentes fazem-se sempre acompanhar por nuvens de todos ostipos e, frequentemente, por precipitação. Quando uma frente passa sobre uma região verificam-se alterações na direção e intensidade vento, pressão atmosférica e humidade do ar.
Existem quatro tipos de frentes:
frente fria;
frente quente;
frente oclusa;
frente estacionária.
O tipo de frente depende da direção do movimento da frente e das características das massas de ar.
Frente fria:
As frentes frias ocorrem quando uma massa de ar mais fria substitui outra mais quente. Na frente fria a massa de ar frio segue a massa de ar quente e, pelo fato da massa de ar frio ser mais densa, empurra a massa de ar quente, obrigando-a a subir.
Ao subir, o ar quente esfria, condensa e as nuvens começam a
formar-se. A precipitação que ocorre associada às frentes frias é habitualmente intensa, sobre uma pequena extensão (50-70 km) e de pequena duração. O motivo é que a subida do ar quente é mais rápida devido à ação de corte do ar frio, na parte inferior.
Desta forma, formam-se nuvens cumuliformes enquanto que precipitação na forma de chuva ou granizo, tempestades e tornados podem ocorrer.
O ar atrás de uma frente fria está a uma temperatura mais baixa e mais seco que o ar à sua frente (Figura 2.13).
Figura 2.13 - Frente Fria com formação de precipitação Fonte: Mota, 2010.
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Frente Quente:
As frentes quentes ocorrem quando uma mass

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