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27/03/2012
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Temperatura do Ar
Maria Gertrudes Alvarez JUSTI da Silva
Departamento de Meteorologia/UFRJ
justi.meteoro@gmail.com
Unidade II (Capítulo 3 do livro texto)
Temperatura do ar
� Variações diurnas de temperatura
� Controladores de temperatura
� Dados de temperatura
� Temperatura do ar e conforto humano
� Medidas de temperatura do ar
Variações diurnas de temperatura
Durante um dia ensolarado, as 
variações de energia que chegam 
do sol agem para compor um ciclo 
de aquecimento e resfriamento 
semelhante as variações anuais 
das estações do ano.
Variações diurnas de temperatura
� O ar se aquece durante a manhã na 
medida em que o sol se eleva no 
horizonte.
� A terra recebe o máximo de energia do 
sol ao meio dia.
� O ar, no entanto, continua a se aquecer 
atingindo a sua temperatura máxima no 
meio da tarde.
Aquecimento diurno
� A luz do sol aquece o solo.
� O solo aquece o ar por condução 
(atinge pouco centímetros). Processo 
ineficiente de transmissão de calor.
� Isso faz com que tenhamos grandes 
diferenças de temperatura no ar perto 
do solo. 
Aquecimento diurno
Dias sem vento, 
ocorrem grandes 
diferenças de 
temperatura no ar 
sobre o solo.
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Aquecimento diurno
� Com o aquecimento do ar nas camadas 
próximas ao solo, começa a convecção: 
as térmicas ajudam a distribuir o calor 
para camadas mais altas.
Aquecimento diurno
� Sem vento – essas térmicas são pouco 
extensas e não afetam muito a mistura de ar 
perto da superfície – continuam a existir 
grandes diferenças de temperatura no ar 
junto a superfície.
� Com vento – a turbulência ajuda a misturar 
o ar quente com o ar mais frio que está mais 
acima – convecção forçada – processo é 
mais eficiente.
Aquecimento diurno
� Ao meio dia os raios solares são mais 
intensos.
� Embora a intensidade de energia que chega 
decresça após o meio dia, ela ainda excede a 
quantidade de energia que é emitida pela 
superfície durante algum tempo.
� Isso fornece um suprimento extra de energia 
que dura de duas a quatro horas mais, 
contribuindo com o atraso na ocorrência da 
máxima diária de temperatura do ar.
Variações diurnas de temperatura
Variações diurnas de temperatura
� Tardes sem nuvens – o atraso é maior 
(de 3 a 5 horas).
� Tardes com nuvens – o atraso é de 1 
ou 2 horas.
Variações diurnas de temperatura
Em dias nublados as variações de 
temperatura ao longo do dia são 
menores (as nuvens refletem a radiação 
solar)
A presença de grandes superfícies d’água 
e sistemas frontais podem modificar a 
hora em que ocorre a máxima diária de 
temperatura.
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Variações diurnas de temperatura
� O valor da temperatura máxima vai 
depender:
� Tipo do solo
� Conteúdo de umidade do solo
� Cobertura vegetal
Variações diurnas de temperatura
� Tipo do solo
� Solo mau condutor de calor (areia) o calor não se 
transfere para as camadas mais profundas, a 
temperatura da superfície aumenta ainda mais e 
também o ar sobre este tipo de solo.
� Solo úmido e vegetado – grande parte da energia 
que chega é usada para evaporar a água, 
deixando menos energia para aquecer o ar.
Variações diurnas de temperatura
As temperaturas mais altas 
acontecerão
no verão, sobre as regiões 
desérticas, onde céu claro 
associado a baixa umidade e 
vegetação rala, permitem que a 
superfície e o ar acima dela se 
aqueçam rapidamente.
Variações diurnas de temperatura
Quando o ar é úmido, o nevoeiro e a 
nebulosidade atenuam a 
temperatura máxima pois evitam 
que os raios do sol aqueçam o solo.
Resfriamento noturno
� Na medida em que o sol desce no 
horizonte, sua energia é espalhada 
sobre uma grande área.
� A superfície começa a receber menos 
energia do que irradia – começa a 
resfriar-se
Resfriamento noturno
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Resfriamento noturno
� O solo e o ar sobre ele resfriam-se por 
irradiação de energia infravermelha –
resfriamento radiativo
� O solo é um emissor mais eficiente que o ar e 
fica, portanto, mais frio.
� Com o passar da noite, o ar mais frio está 
perto do chão com ar mais quente por cima –
inversão radiativa ou inversão noturna.
Resfriamento noturno
O ar frio fica 
próximo ao 
solo
Resfriamento noturno
� Condições ideais para uma forte 
inversão térmica junto à superfície.
� Ar calmo – sem vento
� Noites longas
� Ar seco e sem nuvens
Temperaturas mínimas
� Ocorrem em torno do nascer do sol.
� Pode ser depois do nascer do sol se a 
perda de radiação exceder a quantidade 
de energia que chega.
� Quando o solo é úmido a energia que 
chega é usada na evaporação e atrasa 
o aquecimento do solo.
Temperatura do ar
� Máximas diárias
� Duas ou três horas depois do meio dia
� Mínimas diárias
� Alguns minutos depois do nascer do sol
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Resfriamento noturno
� Em terrenos 
irregulares, para 
onde se desloca 
o ar frio 
noturno?
� O que são 
cinturões 
térmicos?
Resfriamento noturno
� O fundo dos vales não só apresenta 
maior tendência à concentração de ar 
frio como também de poluentes.
� Por que plantar em tais lugares?
Temperatura do ar
� Ocorrência de orvalho e geada
� Condições
� Lugares mais vulneráveis
� Efeito da presença de nuvens?
� Efeito da presença de massas de água?
Resfriamento noturno
� Como proteger as plantas contra o 
resfriamento noturno excessivo?
� Cobertura
� Aquecedores
� Ventiladores
� Irrigação
Proteção das culturas
Aquecedores Ventiladores
Resfriamento noturno
� Maior problema
� Geadas de advecção
� Meio de proteção: irrigação por aspersão
� Água ao mudar de fase para gelo, mantém a 
temperatura em 00C, acima da temperatura de 
risco para a planta
� Cuidado – camadas espessas de gelo podem 
quebrar os ramos.
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Recordes de temperaturas máximas Recordes de temperaturas mínimas
Controladores de temperatura
� Latitude (quantidade de energia que 
atinge a superfície)
� Distribuição terra e água
� Correntes oceânicas
� Elevação
Temperatura do ar
� O que são isotermas?
� Linhas que unem pontos com o mesmo 
valor de temperatura.
Controladores de temperatura
� Influência da latitude: em média as temperaturas 
decrescem dos trópicos para os pólos em ambas as 
estações do ano.
� As isotermas do hemisfério no mês de inverno estão mais 
próximas – maior variação da energia solar entre as 
baixas e altas latitudes no inverno.
� As isotermas não são “horizontais” se curvam 
principalmente quando se aproximam dos limites 
continente-oceano.
� No inverno, as temperaturas dentro dos continentes são 
muito mais baixas do que sobre os oceanos na mesma 
latitude (no verão ocorre o contrário).
Temperatura do ar em janeiro
Os valores estão corrigidos quanto a altitude.
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Temperatura do ar em julho
Controladores da temperatura
� Propriedades diferentes de aquecimento e 
resfriamento da terra e da água:
� A energia que chega ao solo é absorvida por uma 
camada fina
� Quando a energia chega sobre a água ela penetra 
mais profundamente
� Como a água circula, ela distribui o calor até 
camadas mais profundas.
� Parte desta energia serve para evaporar a água 
em lugar de a aquecer.
Controladores da temperatura
� Propriedades diferentes de aquecimento e 
resfriamento da terra e da água:
� A água tem calor específico maior do que o da 
terra (calor específico - quantidade de calor necessária para 
aumentar a temperatura de uma grama da substância em 10 C)
� São necessários 5 vezes mais calor para aquecer a 
água.
Os oceanos não só se aquecem mais 
vagarosamente como se resfriam também 
mais vagarosamente (reservatórios de 
calor).
Controladores da temperatura
� Nas margens dos continentes as 
correntes oceânicas influenciam a 
distribuição da temperatura do ar.
� Margens a leste – correntes quentes 
transportam água mais quente na direção 
dos pólos
� Margens a oeste – transportam água mais 
fria na direção do equador
� Ressurgência
Controladores da temperatura
Mesmo os grandes lagos e rios 
modificam a temperatura do ar ao 
seu redor.
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Dados de temperatura do ar
� Como os dadosde temperatura do ar 
são organizados e usados?
� Temperaturas médias diárias, mensais, 
anuais
� Temperaturas máximas e mínimas também 
diárias, mensais e anuais
� Normais de Temperatura
� Amplitudes Anuais
Temperatura média diária
� As maiores variações diárias de 
temperatura ocorrem perto da 
superfície de terra ou em níveis mais 
altos?
� Maiores amplitudes diárias de 
temperatura perto do solo e em dias 
claros e sem nuvens. Por quê?
Temperatura média diária
� As maiores amplitudes diárias de 
temperatura ocorrerão sobre os desertos 
onde o ar é seco – não existe vapor para 
absorver e re-irradiar energia 
infravermelha de volta a superfície.
� Cidades perto de grandes corpos d’água 
apresentam menores amplitudes 
diárias de temperatura.
Amplitude térmica anual
� Onde temos as maiores amplitudes 
térmicas anuais? Perto do equador ou 
em latitudes mais altas?
Richmond (Virgínia)
São Francisco (Califórnia)
Mesma latitude
Mesma média anual
O que varia?
Plantas que vivem em 
um lugar não vivem em 
outro.
Amplitude anual de 
temperatura Uso de dados de temperatura
� Estimar a necessidade do uso de 
energia
� Graus-dia de aquecimento
� Graus-dia de resfriamento
� Estimar datas de colheita
� Graus-dia de desenvolvimento
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Uso de dados de temperatura
� Graus-dia de resfriamento
� Graus-dia de aquecimento
CTGD
mR
0
18−=
mA
TCGD −=
0
18
∑ AGD ∑ RGD
Indicam o consumo de 
combustível para geração 
de energia
e
Graus-dia
� Saber o número de graus-dia de resfriamento 
ou de aquecimento para uma região 
possibilita ao engenheiro planejar o tamanho 
e o tipo de equipamento que deve ser 
instalado.
� No verão, a previsão de graus-dia de 
resfriamento dá às companhias de energia 
uma maneira de predizer a demanda de 
energia durante períodos de pico.
Graus-dia
Total médio anual de graus-dias de 
aquecimento
Total médio anual de 
graus-dias de 
resfriamento
Graus-dias de desenvolvimento
� Os fazendeiros usam este índice como 
guia para plantar e para determinar as 
datas aproximadas para a colheita.
basemD
TTGD −=
base
T Temperatura mínima necessária para 
o crescimento de uma cultura
Ervilha = 4 0C
Graus-dias de desenvolvimento
2200 GD
Abril – T~24
20 GD p/ dia
110 dias
Colher em Julho 
Temperatura do ar e conforto humano
� Geralmente notamos que a temperatura pode 
ser sentida diferentemente em ocasiões 
diferentes.
� Uma temperatura de 20 0C em um dia claro, sem 
vento, em Porto Alegre depois de um longo 
inverno, é uma temperatura agradável.
� Esta mesma temperatura em uma tarde de verão 
com vento pode ser considerada como fria
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Temperatura do ar e conforto humano
� A percepção de temperatura do corpo 
humano muda com as diferentes 
condições atmosféricas
� A razão para estas mudanças está 
relacionada pelo modo como nós 
trocamos calor com o meio ambiente.
Temperatura do ar e conforto humano
� Há uma troca constante de calor entre 
o corpo e sua redondeza.
� Para manter uma temperatura 
constante, o calor produzido e 
absorvido pelo corpo tem que ser igual 
ao calor que ele perde para o ambiente.
Temperatura do ar e conforto humano
� Fina camada de ar mais quente próximo 
a nossa pele.
� O que acontece se o ar está calmo?
� O que acontece se há vento?
� Com todos os fatores mantidos iguais, 
quanto maior a velocidade do vento, 
mais rápido a película é removida e 
mais frio nós sentimos.
Sensação térmica (“wind-chill”)
T = 8 0C
V = 30 Km/h
Tequiv. = -3 0C
Medidas de temperatura do ar
� Os termômetros foram inventados no 
século XVI
� Mais comuns
� Termômetros de líquido em vidro
� Termômetros elétricos
� Radiômetros
� Termógrafos bimetálicos
Medidas de temperatura do ar
� Líquido em vidro
� Termômetros de máxima – mercúrio, 
estrangulamento
� Termômetros de mínima – álcool, índice
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Instrumentos
Termômetro de Máxima
Termômetro de mínima
Instrumentos
Termógrafo bimetálico
Registra as variações de temperatura
Instrumentos
� Termômetros elétricos – medem a resistência 
de um material (que é função da 
temperatura).
� Radiômetros – medem radiação emitida 
(geralmente a infravermelha) – são usados 
em satélites meteorológicos e são capazes de 
estimar a temperatura do ar em níveis 
selecionados da atmosfera.
Instrumentos
� Onde são colocados os termômetros 
para medir a temperatura do ar?
� Abrigos meteorológicos
Abrigos meteorológicos Abrigos meteorológicos
� Protege os instrumentos da chuva, neve e da 
incidência direta de raios solares.
� Pintados de branco para refletir a radiação 
solar.
� Paredes de venezianas para permitir a livre 
passagem do ar.
� Os instrumentos ficam em alturas 
padronizadas do solo.
� Solo é gramado.
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Exercícios
� Responder às questões de revisão do 
capítulo III. Entregar para correção as 
questões listadas abaixo:
� 6, 12, 14, 15 e 19 
� Prazo: terça, 03/04/2012.
Temperatura do ar
justi.meteoro@gmail.com