Elementos de Meteorologia

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Conteudista: Prof.ª M.ª Raquel Finkler
Revisão Textual: Laís Otero Fugaitti
Objetivos da Unidade:
Analisar os principais elementos que compõem o clima;
Relacionar os elementos do clima com o ciclo hidrológico.
📄 Contextualização
📄 Material Teórico
📄 Material Complementar
📄 Referências
Elementos de Meteorologia
Nesta Unidade, você irá perceber a associação entre a Hidrologia e a Meteorologia, que são duas
ciências que objetivam reunir elementos que expliquem os fenômenos condicionantes do ciclo
hidrológico. Além disso, por meio da Meteorologia, é possível explicar fenômenos que
observamos no nosso cotidiano.
Antes de começarmos com conceitos teóricos, leia e reflita sobre as notícias relacionadas ao
tema.
SC teve 9 Tornados com Rajadas de Vento de até 120 km/h em 2023; Número Supera Média dos Últimos 4
Anos
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📄 Contextualização
Leituras
https://g1.globo.com/sc/santa-catarina/noticia/2023/12/08/el-nino-e-primavera-provocam-numero-recorde-de-tornados-em-2023-em-sc.ghtml
Imagens Simulam Impacto do Aumento do Nível do Mar em Cidades Brasileiras
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ACESSE
https://gizmodo.uol.com.br/imagens-simulam-impacto-do-aumento-do-nivel-do-mar-em-cidades-brasileiras/
Introdução
As etapas do ciclo da água são influenciadas pelas condições climáticas, portanto, quando
estudamos Climatologia, é crucial que compreendamos os processos meteorológicos.
Sendo assim, esta Unidade busca elucidar, inicialmente, o conceito de Meteorologia e associá-lo
com a Hidrologia. Além disso, iremos analisar como essas duas ciências se relacionam e, assim,
contribuem para que possamos entender a complexidade do ciclo da água.
Também iremos descrever os fatores que influenciam o clima, uma vez que estão relacionados a
diferentes condições físicas que determinam o clima em uma região geográfica. Ao longo desta
Unidade, avaliaremos os principais elementos do clima.
Por fim, não podemos deixar de discutir as tecnologias para obtenção dos dados meteorológicos
utilizados para calcular balanços hídricos, aplicar em diferentes equações para estimar o
escoamento superficial e infiltração, entre outras etapas do ciclo hidrológico.
Conceito de Meteorologia
Você já deve ter se questionado sobre as diferenças entre essas duas ciências: Meteorologia e
Climatologia. Então, para iniciarmos nossos estudos, iremos conceituá-las, uma vez que ambas
analisam distintos aspectos dos elementos e dos fatores climáticos.
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📄 Material Teórico
Steinke (2012) define Meteorologia como a ciência da atmosfera que estuda o seu estado físico
e os fenômenos atmosféricos, em especial para a previsão do tempo. Já a Climatologia é uma
subdivisão da Geografia Física, que desenvolve estudos sobre a evolução dos fenômenos
atmosféricos.
Assim, podemos distinguir as ciências considerando seus objetos de estudo (a Meteorologia está
focada nas condições em certo momento, enquanto a Climatologia analisa um longo período) e
suas aplicações (a Meteorologia visa à previsão do tempo e a Climatologia analisa os padrões
climáticos).
Ainda, você pode estar pensando sobre qual a diferença entre tempo e clima. Torres e Machado
(2017) diferenciam esses termos, sendo o clima definido como o conjunto de variações dos
estados médios de determinada área geográfica, ou seja, os fenômenos meteorológicos que
caracterizam, por um longo período, um espaço. Por sua vez, o tempo é o estado momentâneo da
atmosfera em certo local, o que significa que é a sucessão de variações.
Outro conceito que merece ser esclarecido se refere à escala espacial de clima, assim temos
(TORRES; MACHADO, 2017):
Por fim, podemos ainda denominar a ciência que estuda as relações entre as condições
meteorológicas e a Hidrologia como Hidrometeorologia. Esse campo de estudo envolve a
realização de pesquisas a fim de esclarecer a forma como ocorre a transferência da água entre a
atmosfera e a superfície terrestre, determinar modelos matemáticos e simulações
Macroclima: compreende o estudo de climas em áreas extensas da
Terra, assim como os movimentos atmosféricos em grandes escalas,
que influenciam o clima;
Mesoclima: envolve o estudo do clima em áreas que variam de 10 km a 100 km;
Microclima: refere-se ao estudo do clima próximo à superfície e a áreas pequenas com menos
de 100 m de extensão.
computacionais para elucidar os fenômenos hidrometeorológicos, realizar previsões de
precipitações, estimar balanços hídricos e analisar dados coletados em campo.
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ACESSE
Atmosfera Terrestre
A Terra é constituída por quatro sistemas que são interligados e interdependentes, sendo esses:
Leitura
Instituto Nacional de Meteorologia (INMET)
No Brasil, a instituição responsável pela sistematização das informações
meteorológicas é o Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). As
atividades englobam a previsão e a emissão de boletins meteorológicos, a
realização de pesquisas climáticas e ambientais, e a promoção da
capacitação humana, entre outras atribuições. Sua estrutura é composta por
uma sede localizada em Brasília, quatro coordenações-gerais e seis distritos
de meteorologia. Para conhecer mais sobre esse importante órgão, acesse o
conteúdo a seguir.
https://portal.inmet.gov.br/sobre
De acordo com Garcez e Alvarez (1988), a atmosfera pode ser definida, a partir dos conceitos de
Hidrologia, como sendo: a) um reservatório de água, na forma de vapor; em razão dos fenômenos
mecânicos e termodinâmicos, os elementos dessa fase evaporam ou se aglomeram, resultando
nas precipitações; b) um sistema de transporte e de distribuição de água atmosférica sobre a
superfície terrestre e os oceanos; e c) um vaso coletor de calor que absorve uma parte da
radiação solar direta e uma parte da radiação calorífica, o que resulta na geração de movimentos
convectivos e favorece o fenômeno de evaporação da água.
A atmosfera se subdivide em camadas verticais com diferentes características de altitude,
pressão e temperatura. A estrutura vertical da atmosfera apresenta os seguintes estratos.
Biosfera, que é composta pelos seres vivos (microrganismos, animais,
plantas), sendo esses responsáveis por diversos processos
fundamentais para o equilíbrio do meio, como a fotossíntese e os
ciclos biogeoquímicos, entre outros;
Litosfera, associada às rochas, aos minerais e ao solo, sendo que sua função principal é servir
como habitat para diversos organismos, incluindo o ser humano;
Hidrosfera, que se refere aos ambientes compostos por água classificada conforme sua
salinidade (doce, salobra ou salgada). Esse sistema está relacionado ao ciclo da água,
também acaba influenciando na regulação das condições climáticas do planeta;
Atmosfera, representada pela camada de gases; possui múltiplas funções essenciais para a
manutenção do equilíbrio do planeta.
Troposfera: nessa camada ocorrem processos como chuvas e ventos,
entre outros. Está localizada entre a superfície terrestre e a
tropopausa, tendo uma maior espessura no Equador e menor nos
polos. Nela ocorrem os principais fenômenos meteorológicos de
interesse na Hidrologia (transporte de água, energia e movimento do
vento) (BERTONI, 2007). Ainda, nessa camada os fluxos de energia e
A atmosfera é constituída por uma mistura de gases. A sua composição média abaixo de 25 km é
apresentada na Tabela 1.
Tabela 1 – Composição média da atmosfera abaixo de 25 km
Componente Símbolo Volume (%)
Peso
molecular
Nitrogênio N2 78,08 28,02
Oxigênio O2 20,95 32,00
Argônio Ar 0,93 39,88
matéria têm elevada complexidade devido às interações entre o solo e
a camada de ar sobrejacente, assim como em razão da atividade
antrópica (MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007);
Estratosfera: exerce um importante papel na proteção contra a radiação ultravioleta. Localiza-
se entre a tropopausa e a estratopausa com estrutura variável. Além disso, possui uma menor
variação de temperatura doque as camadas mais próximas à superfície terrestre (BERTONI,
2007);
Mesosfera: localiza-se entre a estratopausa e a mesopausa. Caracteriza-se por ser uma
camada com rarefação do ar, o que diminui a capacidade dos gases de reterem energia
(MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007);
Termosfera: localiza-se acima da mesopausa. Nessa camada há a absorção de parcelas de
radiação solar, como raios X, gama e ultravioleta, por meio dos átomos de nitrogênio e
oxigênio, que são ionizados (MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007).
Componente Símbolo Volume (%)
Peso
molecular
Dióxido de
carbono
CO2 0,037 44,00
Neônio Ne 0,0018 20,18
Hélio He 0,0005 4,00
Ozônio O3 0,00006 48,00
Hidrogênio H 0,00005 2,02
Metano CH4 0,00017 16,04
Fonte: Adaptada de BARRY; CHORLEY, 2013, p. 13
Varejão-Silva (2006) comenta que, sob o ponto de vista termodinâmico, a atmosfera pode ser
considerada como um sistema aberto, multicomponente e plurifásico. O ar representa a fase
dispersante, sendo constituído por uma mistura de gases e vapor d’água. As partículas hídricas
ou não, em suspensão ou queda, compõem a fase dispersa. Ainda, é importante pontuar que para
a avaliação da composição do ar indica-se suprimir o vapor d’água, que varia no espaço e no
tempo (VAREJÃO-SILVA, 2006).
Fatores do Clima
O clima é influenciado por diferentes elementos físicos, que condicionam suas condições e são
denominados fatores do clima. Mendonça e Danni-Oliveira (2007) comentam que a elevada
variação espacial e temporal das condições climáticas está associada a esses fatores, que se
unem a fatores dinâmicos dos meios atmosférico e oceânico, resultando em distintos climas na
Terra. Os autores argumentam, ainda, que os fatores climáticos são propriedades estáticas da
paisagem. Na sequência iremos analisar alguns dos fatores associados ao clima.
Altitude
Quanto maior a altitude, espera-se uma menor temperatura em razão de o ar ser rarefeito. Além
disso, em maiores altitudes, observa-se uma maior pressão.
Torres e Machado (2017) afirmam que no Brasil predominam as baixas altitudes, sendo que em
algumas regiões essa variável é determinante das variações nas temperaturas. Os autores
complementam indicando que a região Sudeste é a que sofre a maior influência da altitude,
devido às terras de maiores elevações se encontrarem nessa área.
Podemos verificar que duas regiões de mesma latitude com altitudes diferentes apresentam
temperaturas distintas. Assim, a temperatura do local mais elevado diminuirá quando comparada
com a área mais baixa (MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007).
Latitude
Essa característica condiciona a incidência dos raios solares, sendo assim, latitudes próximas ao
Equador recebem uma quantidade maior de raios solares. Além disso, as temperaturas médias
desses locais são maiores.
Segundo Mendonça e Danni-Oliveira (2007), a latitude demonstra as condicionantes
astronômicas que entram no sistema superfície-atmosfera, conforme descrito na sequência:
Rotação da Terra sobre o seu eixo: em razão da latitude, podem
ocorrer diferenças na duração do dia/noite;
Movimento de translação: em decorrência da movimentação, ocorre a distribuição sazonal da
energia solar no planeta;
Em síntese, podemos concluir que a latitude condiciona a diferenciação das zonas climáticas.
Maritimidade e Continentalidade
As variáveis estão associadas à proximidade ou distanciamento com grandes massas de água,
portanto sendo relacionadas à variabilidade da umidade.
Machado (2017) comenta que a maritimidade envolve o fenômeno de retenção e de manutenção
do calor dos raios solares por um tempo maior que no solo, sendo assim, nas regiões litorâneas,
as temperaturas se mantêm praticamente constantes. Por sua vez, a autora pondera que quando
analisamos a continentalidade, observamos exatamente um comportamento inverso. Sendo
assim, em áreas mais no interior dos continentes, espera-se uma maior amplitude térmica.
Considerando a continentalidade, podemos verificar que a superfície da Terra aquece e resfria
mais rapidamente que o oceano. Dessa forma, a diferença entre os períodos máximos e mínimos
de radiação e de temperatura é de apenas um mês para a superfície terrestre e de dois meses
para o oceano e região costeira. Também as variações anuais e diurnas de temperatura são
maiores nas regiões continentais do que nas áreas costeiras (BARRY; CHORLEY, 2013).
A maritimidade e a continentalidade se constituem nas variáveis responsáveis por invernos mais
rigorosos no hemisfério Norte quando comparado com o hemisfério Sul (MACHADO, 2017).
Distância entre dois astros: diferença de tamanho entre astros e forma esférica da Terra,
assim os raios solares atingem o planeta paralelamente.
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ACESSE
Relevo
Em virtude das barreiras decorrentes do relevo, podemos observar a variabilidade na umidade e na
incidência de ventos em determinada região.
As linhas de relevo contribuem para a determinação da direção do vento. Somado a isso, tem-se a
altitude, que é um fator que impacta a temperatura, a pressão atmosférica e as precipitações
(TORRES; MACHADO, 2017).
Leitura
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) 
As correntes marítimas também podem influenciar no clima de uma região.
O seu movimento ocorre de forma circular, variando no sentido horário
(hemisfério Norte) e anti-horário (hemisfério Sul). As correntes são
responsáveis pela distribuição do calor da radiação solar, sendo assim, a sua
classificação está baseada na temperatura, podendo ser correntes frias
(formadas a partir das áreas polares com menor radiação solar e, portanto,
temperaturas mais baixas e menor umidade) e correntes quentes (formadas
nas áreas equatoriais de maior radiação solar, logo as temperaturas são mais
elevadas). O mapa do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE)
ilustra as correntes marítimas e o clima.
https://ibge.gov.br/images/atlas/mapas_mundo/mundo_clima_e_correntes_maritimas.pdf
Machado (2017) pontua as seguintes interferências no clima decorrentes do relevo: modificação
nos movimentos da atmosfera resultando na alteração da trajetória horizontal; causa-efeito de
freio de exposição e iluminação; minimização de temperatura e pressão; desenvolvimento de
inversões térmicas; e aumento da umidade relativa.
A relação entre o relevo e a precipitação é exemplificada por Torres e Machado (2017). Os autores
descrevem que na região nordeste do estado de São Paulo pode-se observar a ocorrência de
chuvas resultantes da presença de ar polar (chuvas frontais), entretanto, as elevadas encostas
(serra do Mar) também ocasionam intensas chuvas orográficas. Sendo assim, na região
encontra-se o local de maior pluviosidade brasileira, que é Itapanhaú, com precipitação de 4.514
mm/ano.
Vegetação
A cobertura vegetal é condicionada pelo clima, mas também acaba influenciando-o. A
temperatura, a variação na umidade e a incidência de precipitação em uma área podem estar
associadas à presença da vegetação.
A própria biologia vegetal, por meio do processo de transpiração, contribui para o aumento da
umidade. Além disso, as características da formação vegetal condicionam a passagem dos raios
solares, o que impacta a temperatura de determinada localidade.
Nesse sentido, Barry e Chorley (2013) afirmam que a estrutura vertical de uma floresta determina
o microclima. A explicação para tanto está relacionada às características morfológicas, ou seja,
características de porte, cobertura, idade e estratificação da composição de espécies de uma
formação. Tais diferenças são relevantes, visto que as copas das árvores podem causar
obstruções físicas que influenciam as trocas de radiação, o ambiente térmico e o escoamento do
ar.
A vegetação e a formação da camada de restos vegetais sobre o solo, ligadas às ações das
raízes, contribuem para a redução do impacto da água precipitada e para a otimização da sua
infiltração. Como decorrência, há o aumento da capacidade de transmitir o calor absorvido eretardar o tempo de aquecimento do ar (MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007).
Ainda, de acordo com Mendonça e Danni-Oliveira (2007), em razão do aumento da infiltração e da
redução do escoamento superficial, há uma maior disponibilidade de água suscetível aos
processos de evaporação e evapotranspiração. Como consequência, observa-se que o clima se
torna mais úmido e mais frio. Percebam que em razão da existência de cobertura vegetal, há
múltiplos efeitos no ciclo hidrológico.
Intervenções Causadas pelo Ser Humano
A interferência humana no meio acaba resultando em diferentes impactos no clima. Nas mídias,
de forma geral, é possível acompanhar os resultados dessas ações que, em última análise, vêm
alterando negativamente o ciclo da água.
Em especial, a impermeabilização das áreas urbanas, a construção de edificações, o tráfego
intenso, as emissões descontroladas das indústrias e a remoção da cobertura vegetal são
intervenções que alteram as condições do clima, assim como o ciclo hidrológico.
De acordo com Torres e Machado (2017), os maiores impactos ocorrem nas cidades, resultando
em extremas diferenças no clima urbano, quando comparado com as áreas rurais circundantes.
Beirão (1999) argumenta que as diferenças climáticas entre área urbana e área rural decorrem
das configurações superficiais. Na área rural natural, é possível verificar a existência de solo
permeável, absorvente e com poucos obstáculos. Por sua vez, a área urbana possui condições
responsáveis pela modificação do clima, sendo essas: “aumento do atrito, da transferência de
calor, da temperatura, da impermeabilidade do solo, da poluição e diminuição da
evapotranspiração” (BEIRÃO, 1999, p. 10).
Nas cidades também ocorrem maiores precipitações pluviais, uma vez que, em decorrência das
atividades humanas, há maiores núcleos de condensação (poluentes) (TORRES; MACHADO,
2017). Além disso, no meio urbano, as edificações e a pavimentação, em especial o asfalto,
atuam impermeabilizando a superfície terrestre, o que implica um maior escoamento superficial e
uma diminuição da evaporação e da transpiração (BEIRÃO, 1999).
Vale ainda analisarmos que, em decorrência da geometria urbana, com a instalação de
edificações, ocorre o aumento da rugosidade e, consequentemente, o aumento da velocidade do
vento (BEIRÃO, 1999).
Por fim, Teixeira, Pessoa e Di Giulio (2020) consideram que a intensificação das mudanças
climáticas se configura como um desafio à vida da população e aos ecossistemas. Sendo assim,
as cidades exercem um papel relevante para o enfrentamento de tais mudanças, reduzindo as
emissões de gases de efeito estufa e a promoção de processos de ajustes, que estão integrados
à implementação de políticas públicas.
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ACESSE
Leitura
Governança da Água na Região Metropolitana de São Paulo – Desafios à Luz
das Mudanças Climáticas 
Como analisamos nesta Unidade, as cidades se configuram como atores
principais no combate às mudanças climáticas, desempenhando, por meio
do poder público, a função de definir políticas e de realizar o planejamento
adequado, em especial no que tange à disponibilidade da água. O artigo de
Jacobi, Buckeridge e Ribeiro (2021) relata as ações de governança da água
que vêm sendo implementadas na região metropolitana de São Paulo,
associando-as com os desafios das mudanças climáticas. Para conhecer
mais sobre o assunto leia o artigo a seguir.
https://www.scielo.br/j/ea/a/y5HdNkHcm9fzczN5QK4KCNB/
Principais Elementos do Clima
De acordo com Mendonça e Danni-Oliveira (2007), os elementos do clima podem ser definidos
como atributos físicos que representam as características da atmosfera geográfica em um local.
Radiação Solar
A radiação solar se caracteriza como a principal fonte de energia do clima do nosso planeta e sua
quantidade varia de acordo com latitude, altitude e período do ano. Varejão-Silva (2006) conceitua
radiação como a energia propagada sem a necessidade de um meio material, sendo que esse
termo pode ser utilizado para indicar o processo de transferência dessa energia na forma de
ondas eletromagnéticas.
A radiação global refere-se à energia global que atinge a superfície da Terra em determinado local
e instante, sendo classificada como (VAREJÃO-SILVA, 2006):
A razão entre irradiação direta e difusa é variável ao longo do dia devido ao ângulo da incidência
dos raios solares e às condições de nebulosidade. Dessa forma, quanto mais nublado, maior será
a prorporção de irradiação difusa e menor a de irradiação direta (ALVARENGA; AZEVEDO;
MORAES, 2015).
De acordo com Mendonça e Danni-Oliveira (2007), o Sol irradia ondas na faixa ultravioleta ao
infravermelho, já a Terra irradia ondas, na sua maioria, na faixa do infravermelho distante. Quando
emitida, a radiação pode ser refletida, absorvida ou transmitida dependendo das suas
Radiação direta, gerada do disco solar, quando se apresenta total ou
parcialmente visível;
Radiação difusa, decorrente do espalhamento da energia que atinge o local após desvios.
propriedades físicas, entre estas o albedo, que apresenta diferentes valores em razão da
constituição de um corpo (Tabela 2).
Tabela 2 – Albedos de algumas superfícies
Tipo de superfície Albedo (%)
Solo negro e seco 14
Solo cru 7-20
Areia 15-25
Florestas 3-10
Campos naturais 3-15
Gramados 15-30
Glossário 
Albedo: é o coeficiente de reflexão considerando todo o intervalo de radiação
visível, expresso em termos de porcentagem (VAREJÃO-SILVA, 2006).
Tipo de superfície Albedo (%)
Nuvens cumuliformes 70-90
Neve recém-caída 80
Gelo 50-70
Cidades 14-18
Concreto seco 17-27
Asfalto 5-10
Terra 31
Lua 6-8
Fonte: Adaptada de MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007, p. 35
Os processos de transferência de energia ocorrem conjuntamente, mas para fins de estudo são
analisados separadamente (MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007):
Processos que envolvem ondas curtas (menores comprimentos de
onda até aquelas referentes à luz visível) relacionadas à radiação solar;
Processos relacionados às radiações de ondas longas, ou seja, aquelas na faixa de
infravermelho, referentes à radiação terrestre;
Processos que envolvem a transferência de energia por convecção.
A transferência de energia a partir da superfície da Terra é o fenômeno associado ao
aquecimento solar, portanto é relevante a sua compreensão. Segundo Barry e Chorley (2013), a
opacidade da atmosfera à radiação infravermelha em relação à sua transparência à radiação
curta é denominada de efeito estufa. Os autores complementam argumentando que o efeito
estufa “total” decorre da capacidade líquida de absorção da radiação infravermelha, da presença
de gases (metano – CH4, óxido nitroso – N2O, e ozônio – O3) e do vapor d’água. Outra informação
relevante é que, como tais gases têm concentrações baixas, seus efeitos aumentam de forma
aproximadamente linear, por sua vez, o efeito do CO2 está associado ao logaritmo da
concentração. Somado a isso, o N2O tem um longo tempo de residência na atmosfera, portanto
os efeitos cumulativos são significativos.
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Leitura 
O que é Efeito Estufa?
O efeito estufa é um fenômeno que ocorre naturalmente no nosso planeta.
Entretanto, as emissões de Gases com Efeito Estufa (GEE) vem impactando a
intensidade do efeito, exigindo que a sociedade repense seus hábitos e seus
padrões de consumo, bem como os processos produtivos. Para conhecer
mais sobre os gases envolvidos, as atividades humanas envolvidas e as
ações para a mitigação dos impactos do efeito estufa, leia as informações
que constam no site da World Wide Fund for Nature (WWF).
ACESSE
É importante pontuar que a radiação solar influencia a temperatura média, o movimento do ar e a
precipitação. Portanto podemos afirmar que essa é uma variável que condiciona o ciclo
hidrológico. Além disso, de acordo com Alvarenga, Azevedo e Moraes (2015), a radiação solar é
essencial para a compreensão de processos como tempestades, furações e circulaçãoatmosférica e oceânica.
Temperatura
A temperatura é influenciada por fatores climáticos como a altitude, a latitude, a maritimidade e a
continentalidade.
De acordo com Machado (2017), a temperatura refere-se ao registro do calor atmosférico,
podendo ser medida em Celsius (ºC), Fahrenheit (ºF) ou Kelvin (K). Valores elevados de
temperatura (37 ºC ou 40 ºC) indicam que está quente, enquanto temperaturas mais baixas
apontam que está frio. Torres e Machado (2017) comentam que há três modalidades de
temperatura: do ar, da água e do solo, sendo essas diferenciadas a seguir.
Temperatura do solo: refere-se ao aquecimento da superfície terrestre
pela incidência da radiação solar relacionada à condução de energia.
Durante o dia, o fluxo do aquecimento ocorre no sentido superfície-
interior do solo, com elevação da temperatura. À noite, ocorre a
inversão de fluxo, retornando o calor à superfície, o que minimiza a
queda de temperatura no solo superficial (ALVARENGA; AZEVEDO;
MORAES, 2015);
Temperatura do ar: tem relação com a radiação solar, logo o aquecimento da atmosfera
próxima à superfície da Terra se dá pelo transporte de calor (ALVARENGA; AZEVEDO; MORAES,
https://www.wwf.org.br/nossosconteudos/educacaoambiental/conceitos/efeitoestufa_e_mudancasclimaticas/
As temperaturas máxima e mínima são aquelas observadas em dado período, em geral 24 horas,
sendo a mais elevada e a mais baixa. Para períodos maiores (meses, anos) são utilizados os
termos máxima absoluta e mínima absoluta para referenciar valor máximo e mínimo. A amplitude
térmica refere-se a diferenças entre temperaturas extremas registras em um período. Ainda, a
temperatura média refere-se à média aritmética de todas as temperaturas verificadas em um
intervalo de tempo (VAREJÃO-SILVA, 2006).
2015);
Temperatura da água: resulta de fatores como incidência solar, convecção, radiação,
condução e pressão atmosférica. Varejão-Silva (2006) afirma que as temperaturas na
superfície do mar são aplicadas para a previsão numérica do tempo, para realização de
simulações de comportamento da atmosfera e outros estudos de interesse na área de
Meteorologia.
Leitura 
Anomalias de Temperatura são as Maiores já Vistas, Afirma OMM
De acordo com a Organização Meteorológica Mundial (OMM), o mês de
setembro de 2023 registrou as maiores temperaturas em comparação com o
período de referência pré-industrial (1850-1900). A temperatura média da
superfície foi de 16,38 ºC, o que pode indicar as consequências da
concentração de GEE na atmosfera. Os dados são preocupantes. As ações
humanas devem ser imediatas para a redução dos impactos dessas
mudanças! Leia mais no site a seguir.
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ACESSE
A variação da temperatura pode ocorrer de formas distintas. As variações temporal e espacial são
condicionadas pelo balanço de energia (ALVARENGA; AZEVEDO; MORAES, 2015). A variação
temporal decorre de dois aspectos: as trajetórias diária e anual aparentes do Sol, determinantes
da quantidade de energia disponível e das variações interanuais de temperatura (oscilações
térmicas) (MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007).
A variação espacial refere-se à diferença de temperatura entre as regiões terrestres. De acordo
com Mendonça e Danni-Oliveira (2007), o ar sobre os continentes é aquecido diferentemente que
nos oceanos em razão da forma como a energia solar é transformada no solo e no ar. A água é
aquecida e resfriada mais lentamente que o solo. Além disso, as diferentes formas de
aquecimento ao longo do dia determinam a formação de brisas nas costas. Ainda, a variação da
densidade da água dos oceanos associada aos ventos forma correntes marítimas responsáveis
pela distribuição da energia, o que influencia a temperatura. Consequentemente, a distribuição
espacial da temperatura difere na Terra e nos meses de verão e inverno.
No que tange à variação vertical da temperatura na troposfera, tem-se que o gradiente varia entre
0,6 e 0,7 ºC por 100 m. Tal valor pode oscilar dependendo da altitude e das estações do ano, entre
outras variáveis. Além disso, nas proximidades do solo podem ser observadas anomalias
(GARCEZ; ALVAREZ, 1988).
No que tange à relação entre temperatura e ciclo da água, podemos associar a aspectos como o
estado físico da água, as taxas de evaporação e de transpiração e a precipitação. Steinke (2012)
afirma que a evaporação ocorre em qualquer temperatura, sendo que, em temperaturas mais
elevadas, as moléculas de água movem-se de forma mais rápida e colidem com mais força. A
energia absorvida em razão do escape acaba armazenada na forma de calor latente de
vaporização e é liberada como calor latente de condensação (vapor d’água torna-se água líquida).
https://news.un.org/pt/story/2023/10/1821362
A rapidez com que a água evapora depende de diferentes fatores, sendo esses: o tamanho da
área de evaporação, a temperatura, a pressão atmosférica, o grau de umidade e o vento
(STEINKE, 2012). Para Bertoni (2007), as variações de temperatura condicionam a quantidade de
vapor em certo volume de ar. Dessa forma, em dada temperatura, há uma quantidade máxima de
vapor, que representa o valor de saturação. Com a saturação de umidade, não é mais possível
reter o vapor d’água. Sendo assim, o vapor se condensa, resultando na precipitação, que pode
ocorrer na forma de chuva, neve ou orvalho, entre outras.
Umidade do Ar
A quantidade de vapor d’água existente na atmosfera é denominada de umidade do ar, esse
elemento do clima é influenciado por temperatura, cobertura vegetal, quantidade de edificações e
existência de recursos hídricos (MACHADO, 2017).
Torres e Machado (2017) comentam que a umidade é resultado da evaporação e da
evapotranspiração. Barry e Chorley (2013) indicam que o teor de umidade é condicionado também
pela temperatura do ar e pelo transporte horizontal de umidade. Nesse sentido, a água presente
nas nuvens representa cerca de 4% da umidade atmosférica. A umidade pode ser expressa pela
umidade absoluta, que é a massa total de água em certo volume de ar. Por sua vez, a umidade
relativa é o teor real de umidade em uma amostra de ar, expressa como porcentagem, contida em
um volume de ar saturado em uma mesma temperatura (BARRY; CHORLEY, 2013).
O vapor d’água dá origem a todas as formas de condensação e de precipitação, além de exercer
uma importante função na regulação térmica do planeta, uma vez que absorve a radiação solar e
terrestre. Também afeta a estabilidade do ar (STEINKE, 2012).
Segundo Torres e Machado (2017), em termos práticos, quanto maior a altitude, menor será a
temperatura e o volume de vapor no ar (umidade absoluta), ainda que esteja próxima à saturação
(umidade relativa). A umidade relativa média pode ser correlacionada com a precipitação total
anual, conforme pode ser observado na Tabela 3.
Tabela 3 – Relação umidade relativa/precipitação para alguns estados do Brasil
Estado
Umidade relativa
(%)
Precipitação
(mm/ano)
Ceará 70 971
Bahia 72 1.203
Mato Grosso 75 1.404
Minas Gerais 76 1.421
Rio Grande do Sul 77 1.555
Amazonas 87 2.705
Fonte: Adaptada de TUBELIS; NASCIMENTO, 1984 apud TORRES; MACHADO, 2017, p. 40
Por fim, a umidade pode ser associada ao regime de chuvas, portanto está intrinsecamente
relacionada ao ciclo da água.
Precipitação
A precipitação é um elemento climático relacionado à disponibilidade da água. Pode ser
caracterizado também como a etapa do ciclo hidrológico na qual há o retorno, sob diferentes
formas (Quadro 1), da água à superfície terrestre.
Quadro 1 – Formas de precipitação
Forma Descrição
Chuva
Partículas de água na forma de
gotas com diâmetro mínimo de
0,5 mm e velocidade de queda
de 3 m/s
Chuvisco
Gotas de água pequenas, com
diâmetro inferior a 0,5 mm, que
se dispersam uniformemente
Granizo
Decorrente do resfriamento
muito rápido a temperaturas
entre –2 ºC e -40 ºC; são grãos
redondos ou cônicos de gelo
Saraiva
Pedras de gelo com diâmetro
de até 50 mm e formato oval
Neve
Partículas formadas a
temperaturasinferiores a –40
ºC de forma lenta; para esse
fenômeno ocorrer, a
temperatura na superfície da
Terra também precisa ser baixa
(0 ºC ou menos)
Fonte: Adaptado de TORRES; MACHADO, 2017
De acordo com Alvarenga, Azevedo e Moraes (2015), a formação das chuvas não é resultante
apenas da condensação da água em partículas pequenas, denominadas de elementos de nuvem,
mas também de gotas maiores (chamadas de elementos de precipitação). Por meio da
coalescência das pequenas gotas, a gravidade supera a força de sustentação, transformando-se
em chuva. A coalescência decorre das diferenças de temperatura, tamanho, cargas elétricas e
movimentos dentro das nuvens.
As chuvas podem ser classificadas de acordo com sua origem, conforme segue (BARRY;
CHORLEY, 2013; MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007).
As seguintes variáveis influenciam a precipitação: radiação solar, temperatura, altitude, latitude,
maritimidade e continentalidade. Já a distribuição espacial das chuvas, segundo Mendonça e
Danni-Oliveira (2007), pode ser associada a correntes marítimas, zonas de temperatura, ventos
oceânicos e dinâmica de baixa atmosfera. As regiões tropicais e as áreas litorâneas orientais são
mais chuvosas quando comparadas às áreas correspondentes ocidentais. Também as zonas de
Chuva de origem térmica ou convectiva: decorrente das nuvens do
tipo cumuliformes. Subdivide-se em três categorias: 1) células
convectivas dispersas formadas pelo forte aquecimento da superfície
do solo no verão, ocorrendo em áreas pequenas (20 a 50 km2) na
forma de pancadas fortes e individuais com duração entre trinta
minutos e uma hora; 2) pancadas de chuva, neve ou granizo formadas
quando o ar frio, úmido e instável encontra uma superfície mais
quente, gerando uma precipitação dispersa de duração limitada em
determinada região; e 3) ciclones tropicais: decorrentes da
organização de células cumulonimbus em bandas espirais, resultando
em chuvas fortes e prolongadas em áreas de milhares de quilômetros
quadrados;
Chuva de origem orográfica ou de relevo: decorre da ação física do relevo, que se constitui
como uma barreira;
Chuva de origem frontal: tais frentes são derivadas da formação de nuvens pela ascensão de
ar úmido. Sua intensidade e sua duração dependem de teor de umidade, contrastes de
temperatura, velocidade e tempo de permanência da frente no local.
latitudes médias são mais chuvosas por serem áreas de convergência dos sistemas
depressionários subpolares.
Pressão Atmosférica
Machado (2017) define pressão atmosférica como a pressão que o ar exerce na superfície do
planeta.
A pressão atmosférica varia conforme a altitude (diminuindo em regiões mais elevadas), a
latitude (mais elevada quanto mais próxima da linha do Equador) e a temperatura (condiciona o
movimento das moléculas de ar).
Torres e Machado (2017) descrevem que a pressão atmosférica se deve ao peso do ar sobre um
ponto da superfície. Sendo assim, em áreas com menor pressão, utiliza-se a nomenclatura de
Baixa Pressão (BP), e em regiões de maior pressão, Alta Pressão (AP). Os autores indicam, ainda,
que as áreas de BP são denominadas ciclones, áreas ciclonais ou receptoras de vento. Já as
áreas de AP são definidas como anticlones, áreas anticlonais ou áreas dispersoras de vento. No
hemisfério Sul, em áreas de BP, o ar apresenta sentido horário (movimento para o interior do
núcleo). Nas áreas de AP, o movimento é no sentido anti-horário, para fora do núcleo. Vale
ressaltar que no hemisfério Norte, as direções são opostas.
Ventos
O vento é o movimento do ar, sendo que este possui direção e intensidade (MACHADO, 2017). Os
ventos são decorrentes das diferenças na pressão atmosférica. Podem afetar elementos
climáticos como a temperatura, a umidade e a precipitação.
Mendonça e Danni-Oliveira (2007) comentam que a velocidade dos ventos é controlada pelo
gradiente de pressão entre duas áreas. Quanto maior o gradiente, maior será a velocidade do
vento. Assim, devido ao gradiente, o ar converge das áreas de BP e diverge nas de AP.
Dependendo da velocidade do vento, podemos observar o surgimento de certos fenômenos,
alguns dos quais já assolaram o nosso país. O Quadro 2 apresenta a diferenciação entre
furacões, tornados e ciclones.
Quadro 2 – Diferenciação entre furacões, tornados e ciclones
Fenômeno Descrição
Furacão
Forma-se em áreas de BP sobre
águas quentes dos oceanos
tropicais. O formato é de
redemoinho, formando no
centro um olho.
Tornado Cell 7Grande coluna de ar que
se estende até o solo. Sua
aparência é de funil. A coluna de
vento tem velocidade entre 30 e
60 km/h, mas no interior do
funil pode chegar a 450 km/h.
Glossário 
Advencção: é o deslocamento do ar de uma área de AP para uma de BP,
resultando na formação dos ventos (MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007).
Fenômeno Descrição
Em geral, a área afetada é
reduzida.
Ciclone
São centros de BP formados
nas regiões tropicais. Em geral,
estão acompanhados de
frentes frias e possuem
formato espiral, com centro
frio.
Fonte: Adaptado de STEINKE, 2012
Obtenção de Dados Meteorológicos
Diferentes equipamentos podem ser utilizados para a obtenção de dados meteorológicos. No
Quadro 3 é possível verificar os principais equipamentos utilizados.
Quadro 3 – Equipamentos utilizados para obtenção de dados meteorológicos
Equipamento Medição
Termômetros,
termógrafos
Temperatura 
Radiômetros Incidência da radiação solar
Heliógrafo Número de horas de sol
Barômetro, barógrafo Pressão atmosférica
Equipamento Medição
Anemômetro Velocidade dos ventos
Psicrômetro Umidade relativa do ar
Evaporímetro de Piché Taxa de evaporação potencial
Tanque Classe A Taxa de evaporação potencial
Pluviômetro, pluviógrafo Alturas pluviométricas
Fonte: Adaptado de SILVA, 2015, p. 46
Os principais sistemas de coleta de dados de interesse para a área de Hidrologia são:
Sistemas clássicos: constituídos por estações meteorológicas, que
podem ser classificadas como Classe 1 (mede todos os elementos do
clima), Classe 2 (não realiza medições de pressão atmosférica,
radiação solar e vento) e Classe 3 (mede temperaturas máxima e
mínima e pluviometria) (ALVARENGA; AZEVEDO; MORAES, 2015);
Sistemas especiais: englobam radarvento (mede a direção e a velocidade do vento em altitude
a partir do rastreamento de um alvo refletor que ascende por meio de balão-piloto),
radiossondagem (medição de elementos como direção e velocidade do vento, temperatura,
pressão atmosférica e umidade relativa desde o ponto de lançamento do balão até o local do
qual se parte) e radar meteorológico (registros por meio de radar) (GARCEZ; ALVAREZ, 1988);
Sistemas de satélites: técnica classificada como espacial, sendo que os dados gerados
podem ser aplicados também no sensoriamento remoto.
A utilização desses equipamentos permitirá registrar uma série histórica de dados, que são
fundamentais para aplicação nos modelos hidrológicos a fim de determinar comportamentos
e/ou estimar a ocorrência de diferentes fenômenos de impacto, como inundações e
alagamentos.
Em Síntese
Nesta Unidade, iniciamos os estudos a partir da diferenciação entre a
Meteorologia (ciência voltada à elucidação dos fenômenos atmosféricos) e a
Climatologia (ciência que visa esclarecer a evolução dos fenômenos). Além
disso, foi descrita a distinção entre o clima (conjunto de variações em uma
área) e o tempo (estado momentâneo da atmosfera).
A partir dessas noções, a Unidade se dividiu em três tópicos principais,
iniciando pela apresentação dos fatores climáticos, que são responsáveis
pelo condicionamento do clima. Podemos perceber que os fatores também
interagem causando padrões, os quais influenciam os elementos do clima de
determinada região. Os fatores analisados (altitude, latitude, maritimidade,
continentalidade, relevo e vegetação) explicam as características dos vários
climas existentes no nosso planeta.
Os elementos climáticos (radiação solar, temperatura, umidade do ar,
precipitação, pressão atmosférica e ventos) acabam influenciando asdiferentes etapas do ciclo hidrológico. Podemos evidenciar que a
temperatura é uma variável determinante para a evaporação da água, assim
como a umidade do ar. Por sua vez, as condições de pressão atmosférica
interferem na condensação da água, enquanto os ventos são responsáveis
pelo transporte de vapor d’água, que forma nuvens.
A precipitação se refere ao retorno da água para a superfície terrestre. As
condições em que ocorrem as chuvas são também objetos de interesse da
Meteorologia, assim como da Hidrologia. A intensidade e a duração da
precipitação, bem como situações de escassez de chuvas, são informações
essenciais para a gestão dos recursos hídricos.
Por fim, os dados sobre os elementos climáticos podem ser obtidos com o
uso de diferentes equipamentos e, de uma forma mais avançada, de
satélites, o que traz maior precisão para os estudos hidrológicos, para os
projetos hidráulicos e para o gerenciamento das águas.
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta
Unidade:
  Site  
Portal do INMET
O Portal do INMET é uma fonte para a consulta de dados. Acessando-o, é possível encontrar os
avisos meteorológicos, a previsão de tempo, o boletim agroclimatológico e os mapas de balanço
hídrico, entre outras informações que são imprescindíveis para estudos técnicos e para
sabermos mais sobre as condições climáticas diárias.
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ACESSE
  Leitura  
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📄 Material Complementar
https://portal.inmet.gov.br/#avisos
Mapa de Clima do Brasil
O Brasil apresenta diferentes climas em razão da sua extensão. Além disso, a distribuição dos
climas no nosso país está associada a diversos fatores climáticos, como a latitude, a altitude e a
continentalidade. O IBGE disponibiliza o mapa de climas do Brasil. Tais informações servem para
a caracterização de projetos na área ambiental.
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ACESSE
Padrões Temporais da Precipitação e Variabilidade da
Vegetação sobre a Bacia do Rio Iriri em Anos de Ocorrência do
El Niño Oscilação Sul
O estudo conduzido por Souto, Trindade, Tavares, Beltrão e Pontes (2019), aplica vários métodos
para determinar as relações entre as variações no regime pluviométrico e o crescimento da
vegetação. Os resultados fornecem informações que contribuem para o esclarecimento da
dinâmica dos recursos hídricos em uma bacia hidrográfica formada por áreas protegidas.
Clique no botão para conferir o conteúdo.
ACESSE
Estimativa de Evapotranspiração Baseada em Elementos
Meteorológicos e Sensoriamento Remoto no Parque Nacional
de Itatiaia, Brasil
A evapotranspiração é uma das etapas do ciclo hidrológico. A estimativa dos volumes envolvidos
nessa fase pode ser determinada com base na aplicação de dados obtidos por meio de estações
meteorológicas e de sensoriamento remoto. Para compreender as possíveis metodologias a
serem aplicadas para a determinação da evapotranspiração.
https://geoftp.ibge.gov.br/informacoes_ambientais/climatologia/mapas/brasil/Map_BR_clima_2002.pdf
https://periodicos.ufpe.br/revistas/index.php/rbgfe/article/view/237891/pdf
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ACESSE
Condições Atmosféricas de Grande Escala Associadas a Três
Eventos de Tornados Ocorridos no Estado do Rio Grande do
Sul, Brasil
Os tornados são eventos extremos meteorológicos que vêm se tornando mais frequentes,
especialmente na região Sul do Brasil. Os autores Lara, Nunes, Gomes e Calvetti (2019)
realizaram um estudo, buscando compreender as condições meteorológicas envolvidas nesses
eventos, que resultam em prejuízos para as comunidades afetadas.
Clique no botão para conferir o conteúdo.
ACESSE
https://downloads.editoracientifica.com.br/articles/210805950.pdf
https://periodicos.ufpe.br/revistas/rbgfe/article/view/240291/33529
ALVARENGA, A. A.; AZEVEDO, L. L. C.; MORAES, M. E. O. Agrometeorologia: princípios,
funcionalidades e instrumentos de medição. São Paulo: Érica, 2015.
BARRY, R. G.; CHORLEY, R. J. Atmosfera, tempo e clima. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. (e-
book)
BEIRÃO, P. J. B. F. N. Contribuição para o estudo da influência da urbanização sobre elementos
climáticos. 1999. Dissertação (Mestrado em Ciências de Engenharia Mecânica) – Faculdade de
Ciências e Tecnologia, Universidade de Coimbra, Coimbra, 1999. Disponível em:
<https://www.researchgate.net/profile/Pedro-Beirao-
2/publication/252148166_Contribuicao_para_o_estudo_da_influencia_da_urbanizacao_sobre_ele
mentos_climaticos/links/604889224585154e8c8b3f81/Contribuicao-para-o-estudo-da-influencia-
da-urbanizacao-sobre-elementos-climaticos.pdf>. Acesso em: 09/12/2023.
BERTONI, J. C. Elementos de hidrometeorologia. In: TUCCI, C. E. M. (org.). Hidrologia: ciência e
aplicação. 4. ed. Porto Alegre: Editora da UFRGS/ABRH, 2007.
GARCEZ, L. N.; ALVAREZ, G. A. Hidrologia. 2. ed. São Paulo: Blucher, 1988.
MACHADO, V. S. Princípios de climatologia e hidrologia. Porto Alegre: Sagah, 2017. (e-book)
MENDONÇA, F.; DANNI-OLIVEIRA, I. M. Climatologia: noções básicas e climas do Brasil. São
Paulo: Oficina de Textos, 2007.
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📄 Referências
SILVA, L. P. Hidrologia: engenharia e meio ambiente. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. (e-book)
STEINKE, E. T. Climatologia fácil. São Paulo: Oficina de Textos, 2012.
TEIXEIRA, R. L. P.; PESSOA, Z. S.; DI GIULIO, G. M. Cidades, mudanças climáticas e adaptação: um
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TORRES, F. T. P.; MACHADO, P. J. O. Introdução à climatologia. São Paulo: Cengage Learning,
2017.
VAREJÃO-SILVA, M. A. Meteorologia e Climatologia. Versão digital 2. Recife: [s. n.], 2006. (e-book)