Climatologia
ATMOSFERA
- É a camada gasosa que envolve a Terra e a acompanha em todos os seus movimentos.
- 99% dos gases atmosféricos se encontram a menos de 80 km de altitude
- Possui aproximadamente 1.000 km de espessura
- Está ligada a tudo o que ocorre na superfície da Terra
CLIMA
- são as perturbações atmosféricas
- ocorrem q menos de 20 km de altitude
COMPOSIÇÃO
GASES (que formam uma mistura incolor, insípida e inodora) +
VAPOR D’ÁGUA +
PARTÍCULAS DE PÓ +
MICROORGANISMOS etc. +
________________________________________________
= ATMOSFERA
Gases que compõem a atmosfera:
Gás | Volume em % |
Nitrogênio (N2) Oxigênio (O2) Argônio (Ar) Outros gases (carbono, neônio, hélio, hidrogênio, ozônio etc) | 78 21 0,9 1,0 |
CAMADAS
- A atmosfera se mantém em volta da Terra pela força gravitacional.
- Embora a atmosfera tenha aproximadamente 1.000 km de altura, sua massa se concentra nos primeiros 5 km.
- Possui basicamente 5 principais camadas:
EXOSFERA
+/- 600 Km
______________________________________________
IONOSFERA
80 Km +80ºC
______________________________________________
MESOSFERA
50 Km -80ºC
______________________________________________
0ºC ESTRATOPAUSA
ESTRATOSFERA
10 Km -56,5ºC
______________________________________________
TROPOPAUSA
TORPOSFERA
0 Km +15ºc
______________________________________________
TROPOSFERA
- Vai até cerca de 12 km de altura
- Perto dos pólos fica entre 8.000 e 10.000 metros de espessura
- No Equador fica entre 15.000 e 18.000 metros de espessura
- Detém quase a totalidade de vapor d’água que envolve a Terra, o que causa a maioria dos fenômenos meteorológicos como:
- correntes de vento,
- nuvens,
- chuva,
- nevascas etc.
- Na TROPOSFERA a temperatura diminui em relação ao aumento de altura:
Em um avião de 10 mil metros de altura,
a temperatura máxima é, com freqüência,
inferior a 40º C negativos.
ESTRATOSFERA
- Vai do topo da troposfera até, aproximadamente 50 km de altura.
- É onde é naturalmente produzido o OZÔNIO, pela ação fotoquímica dos raios ultravioleta sobre as moléculas de oxigênio.- Por conta do ozônio e da sua propriedade de absorver radiações de onda curta (radiação ultravioleta do sol), a temperatura se eleva entre os 20 e 50 km de distância da superfície terrestre.
- A maioria dos compostos libertados à superfície da Terra não atinge a estratosfera porque podem:
- decompostos por gases atmosféricos na troposfera(pelos principais oxidantes, ex: OH, NO3)
- destruídos pela luz solar
- removidos por deposição seca ou úmida
- retidos na fria tropopausa.
- As transferências de ar entre a troposfera e a estratosfera são lentas por conta da inversão na evolução da temperatura com a altitude entre elas.
MESOSFERA
- Vai desde os 50 km até, aproximadamente 80 km de altura.
- Com queda de temperatura de até -95ºC. é o ponto mais frio da ATMOSFERA.
EXOSFERA
- Vai dos 600 km até cerca de 1.000 km acima do nível do mar, quando começa a findar a atmosfera terrestre.
- É, portanto, uma zona de transição entre a atmosfera e o espaço exterior.
- Praticamente não contém ar, por isso apresenta temperaturas altíssimas superiores a 1.000º C.
Por isso as naves espaciais são constituídas de materiais super-resistentes.
CLIMA
Pode-se definir clima como o comportamento da atmosfera ao longo do ano, constante em um ponto qualquer da superfície da Terra.
Clima não pode ser confundido com Tempo. Por exemplo: se dizemos que o dia ontem estava quente, estamos nos referindo ao tempo. Mas, se dissermos que na Amazônia o tempo é quente e úmido o ano inteiro, estamos nos referindo ao clima da região. O tempo, portanto, é algo passageiro, é como o ar está naquele momento.
1) Tempo: é o estado da atmosfera em determinado momento.
Exemplo: "o tempo agora está bom, isto é, faz sol e calor", "o tempo está chuvoso" ou ainda, "o tempo está muito frio".
Tempo é, portanto, um dado momentâneo, sujeito a mudanças mais ou menos rápidas;
2) Clima: é a sucessão habitual dos tipos de tempo em determinado local do espaço terrestre. Para definir o clima de uma região, utilizam-se, sobretudo, as médias detemperatura, precipitação e umidade do ardurante vários anos seguidos (geralmente 30 anos de observação).
Resumindo:
- Tempo é o estado da atmosfera em determinado momento;
- Clima engloba vários tipos de tempos que se sucedem ao longo de vários anos.
Atributos ou
elementos do clima
Temperatura
- É o estado ou grau de frio ou de calor de um corpo ou lugar.
- A temperatura média à superfície é de 14º C, variando entre cerca de -60º C e +45º C.
- Pode ser determinada pela sensação de morno ou frio.
Umidade
- Corresponde à quantidade de vapor de água que encontramos na atmosfera.
- A umidade é relativa ao ponto de saturação de vapor de água na atmosfera, que é de 4%. Quando a atmosfera atinge essa porcentagem, ou se satura de vapor, ocorrem as chuvas.
- Muitas vezes escutamos no jornal falarem que a umidade relativa do ar é, por exemplo, de 60%. Isto quer dizer que estamos a 60% da capacidade máxima de retenção de vapor de água na atmosfera. Quando está chovendo, a umidade relativa do ar está em 100%, ou 4% em termos absolutos. Portanto, quando a umidade relativa do ar está por volta de 60%, está em 2,4% de vapor em termos absolutos.
Resumindo:
Umidade = quantidade de vapor de água na atmosfera
Umidade relativa =umidade relativa ao ponto de saturação (4%) de vapor de água na atmosfera
Capacidade máxima de retenção de vapor de água na atmosfera = 4% de vapor (valor absoluto) ou 100% (valor relativo). Ex.: 60% de umidade relativa = 2,4% de vapor em termos absolutos
Pressão atmosférica
- Embora o ar seja extremamente leve, não é desprovido de peso. O peso que exerce sobre nós a totalidade da atmosfera denomina-se pressão atmosférica.
- Cada pessoa suporta em média sobre os ombros o peso de cerca de 1 tonelada de ar, mas as pessoas não sentem esse peso porque o ar é um gás e a força da pressão é exercida em todas as direções.
- O peso normal do ar ao nível do mar é de 1Kg/cm2. Porém, a pressão atmosférica diminui com a altitude.
A 3.000 m, a pressão atmosférica é de cerca de 0,7 kg/cm2.
A 8.848 m, a altitude do monte Everest, a pressão é de apenas 0,3 Kg/cm2.
- O barômetro é o instrumento usado para medir a pressão atmosférica.
Ao nível do mar o peso do ar é = 1kg/cm2
A 3.000 metros de altura o peso do mesmo ar é =
+/- 0,7 kg/cm2
- Pressão atmosférica é, então, a força causada pelo ar sobre a superfície terrestre.
- Ela depende da latitude, altitude e temperatura.
Quanto maior a ALTITUDE, menor a pressão e vice-versa.
Quanto menor a LATITUDE, menor a pressão
- O movimento do ar decorre da diferença de pressão. Ele se movimenta das altas para as áreas de baixa pressão. Esse movimento do ar chama-se VENTO.
Altas Pressões
- Quando o ar é relativamente frio, desce lentamente e comprime o ar que está por baixo, causando uma maior pressão. Embora essa maior pressão seja causada pelo ar frio, ela provoca um tempo quente e soalheiro. Isto acontece porque o ar, ao descer, impede a formação de nuvens, originando um céu limpo.
AR FRIO DESCE = COMPRIME O AR ABAIXO = ALTA PRESSÃO ATMOSFÉRICA
- Próximo aos pólos, o frio contrai o ar, deixando mais denso, tendo uma maior pressão.
- E em regiões de baixa temperatura há maior pressão, visto que o ar frio tende a descer.
Baixas Pressões
- Quando o ar quente se eleva, cria, por baixo dele, uma zona de baixa pressão.
- Baixas pressões normalmente significam mau tempo.- À medida que o ar sobe, ele se esfria e o seu vapor de água se transforma em nuvens que podem produzir chuva, neve ou tempestades.
- Simultaneamente, ao nível do solo, há ar que se desloca para substituir o ar quente em elevação, o que dá origem a ventos.
- As massas de ar deslocam-se sempre de um centro de alta pressão para um de baixa pressão, gerando o vento.
- Mas neste caminho são desviadas (para a direita no hemisfério Norte) por causa da rotação terrestre.
- Se nos pusermos de costas para o vento (no hemisfério Norte), o centro de baixa pressão se encontrará sempre à nossa esquerda. Esta regra foi descoberta pelo físico Buys-Ballot, em 1800.
- Nas regiões mais quentes (região equatorial), o ar se dilata ficando leve, por isso tem uma baixa pressão.
- A temperatura também tem forte influencia na modificação da pressão atmosférica. Isto porque o ar quente é leve, ou seja, sobe e como conseqüênciadiminui a pressão.
Resumindo:
> altitude = < pressão atmosférica
< latitude = < pressão atmosférica
Ar quente = leve = sobe = diminui a pressão
Ar frio = denso = desce = aumenta a pressão
REGIÕES MAIS QUENTES (equatorial) = o ar se dilata e se torna mais leve = BAIXA PRESSÃO ATMOSFÉRICA.
REGIÕES MAIS FRIAS (próximas aos pólos) = o frio contrai o ar que se torna mais denso = MAIOR PRESSÃO ATMOSFÉRICA
Ventos
Vento = diferenças de aquecimento entre
superfícies + das diferenças na pressão
O movimento do ar que decorre da
diferença de pressão = VENTO
- O ar sobre superfícies quentes torna-se também aquecido e sobe.
- O ar sobre superfícies mais frias “afunda”.
- Isso leva a diferenças na pressão do ar à superfície.
- Assim, a PRESSÃO tende a ser.
MAIS BAIXA EM REGIÕES DE AR ASCENDENTE
MAIS ALTA EM REGIÕES DE AR DESCENDENTE
- Essas diferenças de pressão geram os gradientes de pressão.
- Assim, à superfície o ar flui da alta para a baixa pressão.
- Os gradientes de pressão se desenvolvem tanto em escala global quanto local.
Ventos Globais
- Consistem nos movimentos de grandes massas de ar e dos fluxos nas correntes de jato, enquanto os ventos locais envolvem gradientes em escala local, afetando assim uma área menor.
- Esses ventos na realidade são considerados
VENTOS GEOSTRÓFICOS, e ocorrem a partir da ltitude dos 1.000 m.
- A velocidades destes ventos pode ser medida por balões meteorológicos.
Uma vez que os ventos não podem ser diretamente observados por satélite, a direção e intensidade dos ventos podem ser inferidas por padrões de nuvens. Para entender o que causa esses padrões de nuvens nas imagens de satélite, necessita-se entender o conceito de arCONVERGINDO e DIVERGINDO .
Em geral o ar:
Em baixos níveis converge próximo das baixas e associados às regiões frontais; usualmente diverge na região das altas.
Em altos níveis, o ar tende a divergir sobre
as baixas e convergir sobre as altas,
o reverso do que acontece em baixos níveis.
Convecção
- Convecção ocorre tipicamente quando o ar acima do solo está desigualmente aquecido. Isso faz com que:
- o ar mais quente torne-se menos denso e suba,- o ar mais frio na vizinhança afunda,- o ar subindo esfria-se e forma nuvens convectivas e possivelmente precipitação,
- estudando essas áreas convectivas do espaço, podemos freqüentemente determinar a direção do vento a partir das formas e padrões criados pelas nuvens convectivas.
Ruas de nuvens e linhas
Durante os meses de verão, quando a terra está mais fria que os oceanos, o ar frio pode mover-se para fora das costas dos continentes e sobre as águas oceânicas mais quentes, onde é aquecido e umidificado por baixo.
- Esse ar sobe rapidamente, e como um resultado, nuvens cumulus se formam.
- Essas nuvens cumulus são usualmente encontradas em fileiras que são paralelas à direção do vento.
- Essas fileiras, conhecidas como ruas de nuvens (cloud streets), consolidam-se vento abaixo em linhas sólidas.
- Se alguma inversão estiver presente, o desenvolvimento vertical é limitado e as nuvens se espalharão em linhas de estratocumulus.
- Vistas do espaço, essas linhas de cumulus e stratocumulus — as quais, igualmente às ruas de nuvens, tendem a se formar paralelas à direção dos ventos de baixos-níveis — são facilmente reconhecidas. São usualmente bons indicadores da direção dos ventos em baixos níveis quando são jovens e próximas da costa.
- Longe da costa, outros fatores afetam a orientação das linhas e não são indicadores confiáveis da direção dos ventos. Essas nuvens são espessas e com baixos topos.
- Mais para dentro do oceano, as linhas se espalham e sua orientação é mais influenciada por padrões de tempo de grande-escala do que pela direção dos ventos de baixos-níveis.
- Os oceanos não são os únicos lugares que as ruas de nuvens se formam.
- Ventos frios soprando através de águas mais quentes em um corpo de água sobre a terra (digamos, um grande lago), irá freqüentemente formar ruas de nuvens sobre o lago, estendendo para as costas.
- Na região dos Grandes Lagos, estas nuvens freqüentemente trazem nevascas fortes a partes do oeste de Nova York, Michigan e norte de Ohio.
- Esse efeito é conhecido como “Great Lakes effect”, onde a neve e as bandas convectivas podem ser freqüentemente vistas em imagens de satélite.
- Esse “efeito de lago” pode ser estendido por centenas de km.
Ventos de superfície
Os ventos são muito influenciados pela superfície terrestre até altitudes de 100 metros. O vento é travado pela rugosidade da superfície da terra e pelos obstáculos. A direção perto da superfície é ligeiramente diferente da dos ventos geostróficos, devido à rotação da terra.
Ventos Alísios
- Ocorrem durante todo o ano nas regiões tropicais, sendo muito comuns na América Central.
- O resultado da ascensão de massas de ar que convergem de zonas de alta pressão (anticiclônicas), nos trópicos, para zonas de baixa pressão (ciclônicas) no Equador, formando um ciclo.
- São ventos úmidos, provocando chuvas nos locais onde convergem.
- Por essa razão, a zona equatorial é a região das calmarias equatoriais chuvosas.
- O Alísio de hemisfério Norte sopra de Nordeste para Sudoeste, enquanto o do hemisfério Sul sopra do Sudeste para o Noroeste.
- A sua influência é mais marcante no clima de regiões costeiras e de baixa latitude, exercendo grande importância na meteorologia insular.
Contra-alísios
- Sopram do Equador para os trópicos, em altitudes elevadas.
- São ventos secos e são os responsáveis pelas calmarias tropicais secas que geralmente ocorrem ao longo dos trópicos.
- Os maiores desertos da Terra encontram-se junto a essas zonas atravessadas pelos trópicos.
Ventos locais
- Apesar da importância dos ventos locais para a determinação dos ventos dominantes numa determinada área, as condições climáticas locais podem influenciar as direções do vento.
- A direção do vento é influenciada pela soma dos efeitos globais e locais. Quando os ventos globais são suaves, os ventos locais podem dominar o regime de ventos, por exemplo:
a) Brisa marítima
- Durante o dia, as superfícies de terra aquecem-se mais rápido que as superfícies de água adjacentes.
- Conforme o ar em contato com a terra é aquecido, o mesmo sobe e é trocado pelo ar mais frio sobre a água.
- O vento local próximo da costa que é formado como o resultado dessa convecção é denominado brisa marítima.
- Onde o ar mais frio e o mais quente se encontram, existe ascensão do ar quente devido à diferença em densidade.
- Ao longo dessa linha de contato, freqüentemente denominada frente de brisa, nuvens convectivas e tempestades podem se desenvolver.
- Isto ocorre freqüentemente durante o dia nas regiões tropicais costeiras.
- Evidências da frente de brisa podem ser detectadas em imagens de satélite.
- Céu claro que aparece sobre a linha da costa e águas adjacentes mais distantes, e uma área sobre a terra com nuvens cumulus são indicadores de uma brisa marítima.
b) Brisa de lago (lacustre)
- A brisa de lago também se desenvolve de forma similar, em torno de largos corpos de água dentro do continente.
- Frentes de brisa de lago ao longo das costas dos Grandes Lagos, podem ser freqüentemente visíveis em imagens de satélite.
- De forma similar, o ar sobre o lago permanece sem nuvens, enquanto uma área de nuvens cumulus é aparente sobre a terra, indicando a brisa de lago.
- Para ambos lagos e mar, o vento sopra em direção a costa, geralmente perpendicular à linha da costa. Fenômeno semelhante pode ser observado onde existem grandes rios como o Amazonas.
c) Brisas terrestres
- À noite, as superfícies sobre a terra se esfriam mais rapidamente que as superfícies das águas circunvizinhas.
- Quando isso ocorre, o ar mais frio sobre a terra irá fluir da terra para o corpo de água iniciando a brisa terrestre.
- Uma linha de cumulus poderá freqüentemente se formar ao longo da frente de brisa, imediatamente fora da linha da costa.
- Ventos de superfície localizados serão geralmente perpendiculares à linha de nuvens.
- Pode-se observar esse fenômeno em muitas regiões durante as primeiras horas da manhã (por exemplo, na costa da Flórida e em várias regiões costeiras do Nordeste do Brasil).
- Algumas vezes, tempestades podem estar associadas com essas nuvens.
- No caso do nordeste brasileiro, esse tipo de circulação pode causar chuva durante as primeiras horas da manha nessa região, até que a brisa terrestre (que intensifica os alíseos) ganhe força.
- Os ventos de grande-escala podem também influenciar o desenvolvimento da frente de brisa terrestre, bem como a marítima.
d) Ventos da montanha:
- Circulações locais também podem se formar ao longo de montanhas e terras altas conforme o ar flui para cima e para baixo dos terrenos inclinados.
- Conforme os lados de uma montanha se aquecem durante o dia, o ar adjacente é aquecido e sobe.
- Isso é conhecido como brisa de montanha ou mountain upslope wind.
- Essas áreas são freqüentemente fáceis de se localizar em imagens de satélite quando as áreas em torno das montanhas são claras e nuvens convectivas são frequentemente observadas sobre regiões montanhosas.
- Quando o aquecimento é muito intenso, tempestades podem se formar sobre as montanhas.
