Livro - Fundamentos de Climatologia

Prévia do material em texto

FUNDAMENTOS DE 
CLIMATOLOGIA
Naomi Anaue Burda
Tiago Augusto Barbosa
E
d
u
ca
çã
o
F
U
N
D
A
M
E
N
T
O
S
 D
E
 
C
L
IM
A
T
O
L
O
G
IA
N
ao
m
i A
na
ue
 B
ur
d
a
Ti
ag
o 
A
ug
us
to
 B
ar
bo
sa
Curitiba
2017
Fundamentos de 
Climatologia 
Naomi Anaue Burda 
Tiago Augusto Barbosa
Ficha Catalográfica elaborada pela Fael. Bibliotecária – Cassiana Souza CRB9/1501
B949f Burda, Naomi Anaue
Fundamentos de climatologia / Naomi Anaue Burda, Tiago Augusto
Barbosa. – Curitiba: Fael, 2017. 
264 p.: il.
ISBN 978-85-60531-77-6
1. Climatologia I. Barbosa, Tiago Augusto II. Título
CDD 551.6
Direitos desta edição reservados à Fael.
É proibida a reprodução total ou parcial desta obra sem autorização expressa da Fael.
FAEL
Direção Acadêmica Francisco Carlos Sardo
Coordenação Editorial Raquel Andrade Lorenz
Revisão Editora Coletânea
Projeto Gráfico Sandro Niemicz
Capa Vitor Bernardo Backes Lopes
Imagem da Capa Shutterstock.com/EsSueno
Arte-Final Evelyn Caroline dos Santos Betim
Sumário
 Carta ao Aluno | 5
1. Climatologia Geográfica | 7
2. Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida | 29
3. Fatores e Elementos Climáticos | 53
4. Circulação Atmosférica: Dinâmica de 
Funcionamento do Sistema Clima | 75
5. Temperaturas Globais: Tema Contemporâneo 
para Interpretação Sistêmica dos Climas | 105
6. Água e os Sistemas Climáticos e Meteorológicos | 131
7. Vegetação e Sistemas Climáticos e Meteorológicos | 153
8. Brasil: Diferenças Climáticas Regionais | 177
9. Climas Locais | 197
10. Estudos Atuais Sobre o Clima | 215
 Conclusão | 237
 Gabarito | 239
 Referências | 253
Prezado(a) aluno(a),
O ensino de Geografia exige que o futuro professor atue com 
conhecimentos atualizados, entendendo a dinâmica das diferentes 
áreas desta ciência. A Climatologia avançou em seus estudos, indo 
desde as medições climáticas feitas por agricultores com instrumen-
tos rudimentares, até o uso de imagens de satélite e a meteorologia 
atual. Os autores oferecem nesta obra as diferentes formas de estudo 
e aplicações da Climatologia, de forma que o acadêmico torne-se 
preparado para compreender e utilizar esta ciência. Tenha uma exce-
lente leitura e bons estudos.
Carta ao Aluno
1
Climatologia 
Geográfica
Ao pensar em sistemas, pode ser comum a associação destes 
com equipamentos eletrônicos sofisticados ou ainda um conjunto 
de procedimentos que permitem o funcionamento de algo. Neste 
momento introdutório aos estudos dos Fundamentos da Climato-
logia, apresenta-se um convite a refletir sobre o planeta Terra como 
um sistema formado por outros sistemas. De maneira sinérgica, 
busca-se articular conhecimentos prévios acerca da Ciência Geo-
gráfica, especialmente daqueles elementos físicos, componentes dos 
sistemas ambientais terrestres. 
Em linhas gerais, a abordagem de sistema indica que seus 
componentes são conectados e dependem uns dos outros para que 
todo o mecanismo terrestre possa existir e funcionar. Encontra-se 
na Climatologia Geográfica a relação interpretativa entres os meca-
nismos do clima e as ações dos seres vivos no Planeta. A descrição 
dos fenômenos climatológicos se traduz como o eixo central para o 
entendimento do funcionamento do sistema atmosfera, essencial à 
vida na Terra. Desde a formação do Universo até a atmosfera atual, 
muitos eventos ocorreram, dando a dinâmica própria de um planeta 
em constante transformação.
Fundamentos de Climatologia
– 8 –
De forma processual, o desenvolvimento do Planeta, em especial da 
atmosfera, promove as condições necessárias ao funcionamento dos sistemas 
terrestres. Estudos meteorológicos corroboram com a Climatologia no sen-
tido de estabelecer clima e tempo como elementos distintos, mas sinérgicos, 
proporcionando estruturas fundamentais para a interpretação dos padrões de 
distribuição dos climas no Globo. Aproveite para organizar desde já o raciocí-
nio crítico e sinérgico para a atuação em seu campo formação e, a partir deste 
momento, embarcar nos estudos que se orientam à Climatologia.
Figura 1.1 Terra: um sistema de sistemas 
Fonte: Shutterstock.com/StevanZZ/Gustavo Frazao/ANDRE DIB/Fotos593/
Npeter.
Comumente, a noção de sistema é relacionada, na Geografia, à vertente 
“física” de seus fenômenos de estudo e tem o biólogo austríaco Ludwig von 
Bertalanffy como emergente referência, considerado o principal expoente e 
pioneiro na formulação da Teoria Geral dos Sistemas (TGS). Em publicação 
recente, Capra e Luisi (2014) trazem contribuições significativas sob o prisma 
de uma reflexão complexa e sistêmica, na qual contribuem com a percepção 
de que os mecanismos sistêmicos vão além do potencial de descrição dos 
fenômenos físicos, mas são de fato perceptíveis em todas as esferas possíveis. 
– 9 –
Climatologia Geográfica
Dessa forma, a noção de sistema acompanha o cotidiano dos afazeres huma-
nos e também os mecanismos de funcionamento da Terra.
Figura 1.2 - Exemplo de observação hierárquica de um sistema científico
Fonte: CC BY 3.0.
De maneira simples e direta, entende-se um sistema como um con-
junto que possui ordem e componentes que se inter-relacionam, utilizando a 
energia como elemento essencial de conexão e dinâmica. A configuração dos 
componentes em um sistema pode assumir vários arranjos, como uma lógica 
hierárquica ou uma forma de entrelaçamento.
1.1.1 Sistemas abertos e sistemas fechados
Na definição de sistemas para o estudo do planeta Terra, há que se per-
ceber que as características organizadas de inter-relação entre os componentes 
podem ser abertas ou fechadas. Um sistema aberto pode ser caracterizado 
pela constante troca de energia, bem como a entrada e a saída de matéria1. 
Em linhas gerais, levando em consideração a energia, a Terra se enquadra 
na lógica de um sistema aberto, pelo fato de haver trocas constantes entre o 
1 Entende-se por matéria uma massa com forma física e que ocupa lugar no espaço. 
Fundamentos de Climatologia
– 10 –
sistema extraterrestre e o sistema terrestre, ou seja, o Planeta recebe energia 
solar, todavia, perde energia térmica, configurando uma dinâmica de entrada 
e de saída de energia, característica marcante de um sistema aberto. Por outro 
lado, pode-se perceber que a Terra pode também ser caracterizada como um 
sistema fechado. Ao mudar a referência para a matéria, por exemplo, é possí-
vel interpretar que o sistema é fechado pelo fato de que elementos como ar, 
água e recursos materiais não são perdidos2 e tampouco recebidos. 
Surge, a partir desse contexto, uma provocação. Como profissionais da 
Educação Geográfica, a abordagem do funcionamento do meio natural e sua 
relação com as instâncias sociais serão sempre presentes, independentemente 
do conteúdo escolhido para o trabalho em sala de aula. Sendo assim, a per-
cepção da qualificação dos sistemas em abertos ou fechados pode promover 
um debate proveitoso, especialmente em relação aos problemas cotidianos 
enfrentados por todos os seres humanos: a necessidade de recursos naturais e 
a crescente produção de lixo. Como pensar esses temas à luz de uma perspec-
tiva sistêmica? Parece ser inevitável uma mudança de paradigma e de postura 
dos seres humanos em relação à sobrevivência no planeta Terra; nesse sentido 
é que se destacam iniciativas de educação ambiental, sensibilização na utiliza-
ção mais eficiente e inteligente dos recursos naturais e a preparação de novas 
gerações comprometidas com o equilíbrio da vida na biosfera (esfera da vida).
Nem só de entradas de e saídas se configura um sistema; de maneira 
intrínseca, organizam-se mecanismos internos que garantem o funciona-
mento e o relacionamento entre os diferentes tipos de sistemas. Uma das 
características mais evidentes desses mecanismos é chamada de retroalimen-
tação, o que significa que as saídas e as entradas de componentes do e no 
sistema ocasionam modificações na própria operação. Um bom exemplo 
disso é o ciclo hidrológico e todas as suas componentes, que podem sofrer 
modificações conformea retroalimentação. Em suma, se determinado local 
passa por um período de seca, é factual que haja menor precipitação e, por 
consequência, a vegetação pode não se desenvolver em sua totalidade, o que 
2 Embora haja alguns esforços atuais que apontam na direção de que água e gases 
são perdidos e recebidos do e pelo sistema terrestre, o percentual dessas ocorrências ainda 
é difuso, justificando a proposta de interpretação da Terra como um sistema fechado em 
termos de matéria.
– 11 –
Climatologia Geográfica
por sua vez ocasiona menor evapotranspiração, interferindo no padrão de 
umidade disponível no ar.
A retroalimentação, importante mecanismo de um sistema, pode ser 
positiva, quando o fluxo de energia e matéria se encarrega de originar respos-
tas no sistema; ou negativa, quando a retroalimentação não origina respostas 
no sistema. De maneira geral, a ideia defendida aqui é de que, quando há 
retroalimentação positiva, o sistema tende a crescer, devido à necessidade de 
respostas impostas a ele; por outro lado, quando há retroalimentação nega-
tiva, o sistema apresenta indícios de decréscimo, uma vez que não há necessi-
dade de respostas ou de fluxo de energia e matéria suficientes.
Você conseguiria pensar nessas características de retroalimentação em 
seu cotidiano? Um exemplo de retroalimentação positiva pode ser observado 
no contexto econômico atual, a partir da tarifa de juros de uma dívida, por 
exemplo, dada pelos juros compostos, no qual quanto maior se torna a dívida, 
igualmente maior se torna a cobrança dos juros. Perceba como a interpreta-
ção de um sistema não diz respeito somente a coisas supostamente distantes 
do cotidiano vivido. Pelo contrário, uma noção possível da retroalimentação 
negativa pode ser sentida por muitos de nós. Pensemos em uma dieta para 
redução da massa corporal, especialmente em tempos em que cerca de 50% 
da população brasileira apresenta excesso de peso (BRASIL, 2015). Isso quer 
dizer que, uma vez decidida a melhoria da condição física, pensando o corpo 
como um sistema aberto, a retroalimentação deverá ser negativa, já que o 
desejo é o decréscimo de massa, fato que pode ser conquistado pela diminui-
ção da ingestão de calorias e pela intensificação de exercícios físicos para a 
aceleração metabólica. 
1.1.2 Os geossistemas terrestres
Abordar sistemas em Geografia implica reconhecer os variados campos 
de estudo dessa ciência. Nesse sentido, é interessante estabelecer uma linha de 
raciocínio quanto à proposta de aplicação da Geografia, científica e escolar, 
fundamentada na perspectiva de um continuum no qual as abordagens físicas 
(da natureza) e as humanas se complementam diante de um olhar geográfico 
integrador. Dessa forma, como já observado nos pressupostos da epistemolo-
gia da Geografia, os componentes bióticos e abióticos podem ser setorizados 
Fundamentos de Climatologia
– 12 –
para fins de estudos e pesquisas, contudo, a percepção de seu funcionamento 
real, cotidiano, torna-se mais efetivo ao ser contemplado por uma visão holís-
tica, de integração, sistêmica, portanto.
Como forma didática de abordar os geossistemas terrestres, é possível 
organizar quatros grandes sistemas abertos, sendo um biótico (biosfera) e três 
abióticos (atmosfera, litosfera e hidrosfera). Tendo em vista que as esferas 
abióticas são, em dada escala, garantidoras da vida na Terra, a visão sistêmica 
e de integração dos subsistemas terrestres se mostram como uma das formas 
mais eficazes de se interpretar e estudar os fenômenos geográficos terrestres.
Além dos componentes tradicionais estudados ao longo da vida escolar, 
dentro de um escopo da já deixada de lado Geografia Tradicional, fazem parte 
da interpretação nos moldes contemporâneos também as ações efetuadas nes-
ses subsistemas, bem como a articulação de suas fronteiras, que nada mais são 
do que zonas de transição entre sistemas daquilo que se pode nomear de aco-
plamento estrutural (LUHMANN, 1996; MATURANA e VARELA, 1995). 
Assim, a visão da Terra como um sistema de sistemas empreende a lógica da 
interconexão, dos acoplamentos de sistemas, como formas de garantir o fun-
cionamento do complexo sistema planetário terrestre.
Figura 1.3 – Esquema teórico do geossistema
Fonte: Oliveira (2003).
Buscar compreender as esferas biótica e abiótica da Terra de forma sistê-
mica pode se transformar em uma tarefa salutar e transformadora nas ações 
pedagógicas cotidianas. Mudar uma visão de mundo implica necessariamente 
mudar em primeira instância a visão própria e segmentada de cada um, para 
depois, em uma escala mais abrangente, quebrar um paradigma e promover 
uma potencial evolução do pensamento.
– 13 –
Climatologia Geográfica
1.2 Climatologia geográfica: histórico 
e elementos de aplicação
Desde os primórdios das civilizações humanas, possivelmente a obser-
vação dos fenômenos atmosféricos tomavam um papel de destaque na orga-
nização da vida das sociedades pretéritas. Contudo, com o passar do tempo 
e o consequente desenvolvimento de habilidades, especialmente nos últimos 
20 mil anos, as noções de como acontecem os eventos climatológicos e mete-
orológicos certamente se transformaram. A adoção de técnicas, o método 
científico e o raciocínio crítico foram elementos fundamentais na mudança 
de postura, do mito à ciência.
A esse respeito, da evolução das sociedades humanas, é factual a rela-
ção interdisciplinar possível com outras componentes curriculares, como 
História, Artes, Matemática, Estudos de Linguagem e Ciências/Biologia. 
Levando em consideração que a interdisciplinaridade e a transdiciplinari-
dade são elementos sugeríveis de abordagem e aplicação em todas as esferas 
de educação do Brasil, é estabelecido um potencial de acoplamento sistê-
mico salutar.
1.2.1 Bases fundamentais da climatologia geográfica
Há muitas questões que inquietam e produzem curiosidade no que diz 
respeito à constituição e à evolução das ciências. A julgar pelos desafios inte-
lectuais que cercam a vida, como as origens do Planeta, do ser humano, os 
desafios apresentados no percurso histórico vão se tornando mais complexos, 
pelo fato de que os acessos às lógicas de funcionamento e também às variáveis 
neles contidas são cada vez mais acessíveis. A busca de respostas às inquieta-
ções humanas é justamente a história da ciência, e nessa história muitos capí-
tulos se desenrolam, descobertas vêm à tona, verdades são quebradas e novos 
limites são estabelecidos. Nesse sentido, o estudo da Climatologia, como 
quaisquer outros campos da ciência, apresenta-se em um percurso evolutivo 
que logicamente ainda permanece em atividade. Assim sendo, buscou-se, de 
maneira sucinta e didática, ilustrar o percurso cronológico afeto aos estudos 
dos fenômenos atmosféricos.
Fundamentos de Climatologia
– 14 –
Figura 1.4 - Demonstração de um perfil Ilustrativo histórico da Climatologia
Fonte: Adaptado de Brooks (1926).
Ao entender que o conhecimento humano 
se desenvolve a partir de questionamentos e 
de necessidades, pode-se apontar que a Gré-
cia antiga é o ponto de base sistemática inicial 
das ciências, por meio da Filosofia. Em termos 
dos estudos em Climatologia, a curiosidade e 
a observação impulsionaram o desvendar dos 
fenômenos naturais atmosféricos. Segundo 
Mendonça e Danni-Oliveira (2007), foram os 
gregos os primeiros a registrar observações e 
interpretações acerca dos eventos atmosféricos, 
utilizando para tanto um dos princípios hoje 
tratados na Geografia, a analogia. Em suma, o 
critério adotado era de comparação de áreas ou 
lugares. Além disso, para os gregos e sua Filo-
sofia, a vida estava ligada ao ar, bem como os 
eventos atmosféricos tinham relação direta com 
os deuses do Olimpo.
Com o Renascimento, as buscas para des-
vendar os mistérios do funcionamento da atmos-
fera foram revigoradas. Diferentemente da busca 
grega, passaram a ser utilizados mecanismos 
e instrumentos para a interpretação de dados 
oriundos dos céus. Destaca-se em 1602 par a 
invenção do termômetro por Galileu;com um 
mecanismo simples para aferir a temperatura dos 
Figura 1.5 - Termômetro de 
Galileu
Fonte: CC BY 3.0.
– 15 –
Climatologia Geográfica
objetos, o inventor possibilitou importantes avan-
ços nas ciências e também na Climatologia.
Mais tarde, Torricelli inventou o barômetro 
em 1643, para aferições da pressão atmosférica, 
instrumento que possibilitou importantes avan-
ços na investigação da atmosfera, como a forma-
ção e a direção dos ventos. A partir dessas inven-
ções e avanços em todos os setores das civilizações 
humanas, a constituição sistêmica dos conheci-
mentos, especialmente acerca do mundo natural, 
permitiu saltos cada vez mais rápidos na direção 
das respostas aos questionamentos outrora irres-
pondíveis diante das limitações intelectuais.
É notório que a evolução da ciência a par-
tir do século XIX e especialmente no século XX 
se deu pelas grandes dinâmicas da humanidade, 
incluindo nesse bojo as grandes guerras, epide-
mias, corrida espacial e sistematização e forma-
lização da ciência. Sobretudo nos períodos de 
pós-guerra, os avanços científicos puderam ser 
efetivamente sentidos e utilizados na sociedade, 
por exemplo, o emprego de utensílios domésticos, 
tecnologias de localização geográfica, emprego de 
drogas na medicina, entre outros. Para a Climato-
logia, os avanços se deram, sobretudo, no campo 
da instrumentalização para coleta de dados e na 
automatização de processos para interpretação 
das condições atmosféricas, culminando com a 
fundação da Organização Meteorológica Mun-
dial, em 1950 (AYOADE, 2007).
O que vivemos atualmente é o que muitos 
pesquisadores têm chamado de a era da informa-
ção (LOGAN, 2012). Se de um lado essa tem-
pestade de informações pode ocasionar um sem número de possibilidades de 
Figura 1.6 - Barômetro
Fonte: Openclipart.org/CC BY 
1.0.
Fundamentos de Climatologia
– 16 –
interpretação, por outro lado o acesso criterioso às informações fomenta uma 
articulação e organização do conhecimento nunca antes vista, promovendo 
um melhor conhecimento das dinâmicas da atmosfera, coletânea de dados e 
troca de experiências, além de divulgação científica.
1.2.2 Climatologia geográfica e elementos de aplicação 
Nos bancos escolares, muitas vezes levanta-se o questionamento da uti-
lização dos pressupostos científicos. Eventualmente você já se deparou com 
questionamentos dessa ordem, que normalmente recebem as seguintes rou-
pagens: “Para que isso servirá em minha formação? Qual a utilidade disso em 
meu cotidiano?”. Longe de atender a um pressuposto meramente utilitarista, 
a ciência se organiza para preencher lacunas estabelecidas naquelas indagações 
que nos acompanham desde os mais remotos tempos. Assim, sua utilização 
e aplicação nas sociedades humanas se dá de acordo com a demanda oriunda 
da atividade humana, não sendo, a ciência, responsável por dar conotação do 
utilitarismo de suas descobertas.
Por outro lado, quando a demanda existe e a geração do conhecimento 
científico se apresenta como solução, é estabelecido um campo de aplicação 
factual e muito proveitoso para ambos os lados, ciência e sociedade. Dessa 
forma, em termos de aplicabilidade, a Climatologia recebeu muitas boas 
influências do meio científico, culminando em elementos de aplicação hoje 
cotidianos e quase considerados inatos aos seres humanos, como as previsões 
do tempo meteorológico.
Em essência, a aplicação dos elementos científicos da Climatologia se 
iniciam pelo emprego de noções e terminologias. Uma das mais notórias é a 
diferenciação entre clima e tempo. 
 Atenção
Tempo é o estado atual ou momentâneo da atmosfera em determi-
nado lugar e instante, caracterizado por vários elementos do clima: 
temperatura, umidade, vento, radiação, precipitação. 
A palavra clima deriva do grego e significa inclinação, referindo-se à 
inclinação ou curvatura da Terra que condiciona em grande parte os
– 17 –
Climatologia Geográfica
climas terrestres. Para se definir um clima é necessária uma obser-
vação sistemática das condições do tempo por 30 ou 35 anos 
(AYOADE, 2007).
Uma das formas possíveis do emprego das noções de tempo e clima é a 
relação direta com o cotidiano. Especialmente na atualidade, em que há cada 
vez mais preocupações com o tempo meteorológico para diversas finalidades, 
desde o planejamento de uma viagem até a agricultura de precisão e seus 
aspectos recorrentes. Rotineiramente é perceptível certa confusão quanto ao 
uso das terminologias clima e tempo, sobretudo em veículos de comunicação 
de massa, como telejornais e sites da rede mundial de computadores.
A popularização dos estudos em Climatologia passou a permitir um aco-
plamento sistêmico entre a ciência e a sociedade, fato que é visto com bons 
olhos pelo motivo nobre, em essência, de produzir melhores condições de 
vida aos seres humanos. Evidentemente, há ainda muito a ser desvendado e 
utilizado, contudo, a aproximação da ciência e o cotidiano social traduzem 
uma busca contemporânea que envolve a ciência e a educação escolar. Cer-
tamente um dos temas mais debatidos na atualidade é a mudança climática 
global. Nesse sentido, o Brasil tem se dedicado substancialmente aos estudos 
dos impactos das possíveis e prováveis mudanças no clima.
Novo satélite Cbers será lançado em 
dezembro de 2018, prevê INPE
Cbers 4A será o sexto da parceria entre Brasil e China. O 
satélite terá três câmeras de monitoramento, uma a menos que 
o atual.
O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) em São 
José dos Campos anunciou nesta segunda-feira (21/12/2015) 
que deve lançar um novo satélite Cbers-4A em dezembro 
de 2018. A missão do novo satélite será dar continuidade ao 
trabalho do o Cbers-4, que está em órbita desde dezembro 
de 2014.
Fundamentos de Climatologia
– 18 –
A vida útil do Cbers-4 é de três anos, mas o projeto vai 
trocar os satélites antes do término deste prazo. “Nossa ideia 
é fazer a substituição de um satélite pelo outro para que não 
haja interrupção no monitoramento”, disse Antonio Carlos 
Oliveira, coordenador do programa Cbers.
Os satélites sino-brasileiros são usados pelo governo para 
monitorar os setores agrícolas, florestal e no controle do 
meio ambiente, especialmente na fiscalização das áreas de 
floresta amazônica.
O equipamento terá três câmeras de monitoramento, uma a 
menos que o atual. Dessas, duas serão produzidas no Brasil.
NOVO satélite Cbers será lançado em dezembro de 2018, prevê 
Inpe. G1, 21 dez. 2015. Disponível em: <http://g1.globo.com/sp/
vale-do-paraiba-regiao/noticia/2015/12/novo-satelite-cbers-deve-
-ser-lancado-em-dezembro-de-2018-preve-inpe.html>. Acesso 
em:14 nov. 2016.
 
É possível perceber que, desde os tempos mais remotos, os avanços téc-
nicos científicos têm ajudado a construir a ponte entre ciência e sociedade. 
Em termos climatológicos, isso se acelera grandemente com o aporte de saté-
lites na órbita terrestre, bem como de mecanismos, ferramentas, técnicas e 
conhecimento acerca do sistema atmosférico, na busca por sanar problemas e 
otimizar a qualidade da vida humana no Planeta.
1.3.Evolução da atmosfera da Terra
A palavra evolução, derivada do latim, expressa a ação de desenrolar per-
gaminhos (evolutio), contudo, a acepção mais contemporânea de processo se 
deu a partir de 1832, com a aplicação do termo como sinônimo de desen-
volvimento. Talvez essa palavra possa remeter a um clássico estudo de Biolo-
gia descrito por Charles Darwin em sua obra máxima: A origem das Espécies 
(1859), na qual trata, entre outros campos, da evolução e da adaptação das 
espécies de seres vivos no planeta Terra. Contudo, o amplo sentido de evo-
lução ou desenvolvimento pressupõe, a partir de agora, para a atmosfera ter-
– 19 –
Climatologia Geográfica
restre, a ideia de transformação, dinâmica e adaptação a variados eventos ao 
longo do tempo.
Antes da formação propriamente dita da atmosfera, há que se pensar na 
formação do Planeta, que aponta na direção da teoria até então mais aceita: 
Big Bang, tratada como uma grandeexplosão e formação do Sistema Solar e de 
seus protoplanetas (fase inicial da formação de um planeta). Após um conjunto 
complexo de processos, a Terra iniciou um processo de resfriamento e supos-
tamente daí se estabeleceu o ponto inicial da formação da atmosfera, diante 
do processo de desprendimento dos gases aprisionados, até então, na incan-
descente superfície terrestre. A consolidação (solidificação) da crosta terrestre 
passou a ter uma relação sistêmica importante com a atmosfera, corroborando 
aquilo que anteriormente se tratou por acoplamento de estruturas sistêmicas.
Em termos de aplicação, caracteriza-se a atmosfera como essencial à vida 
no Planeta, por apresentar uma camada protetiva e de fomento ao funcio-
namento dos sistemas através de gases (entradas de energia e retroalimenta-
ção). Estima-se que a atmosfera da forma que se pode observar atualmente 
remonta há cerca de 400 milhões de anos (BARRY; CHORLEY, 2013). Por-
tanto, assume-se que a atmosfera anterior ao modelo concebido hoje pode 
ser chamada de atmosfera primitiva; já a condição atual pode ser chamada de 
atmosfera moderna.
1.3.1 Atmosfera primitiva e atmosfera moderna
De acordo com a teoria da formação do planeta Terra, que remonta há 
4,65 bilhões de anos, de acordo com indícios geocronológicos, a atmosfera 
primitiva teria se formado diante do resfriamento sucessional da superfície 
terrestre, liberando gases que se dissiparam e/ou se fixaram pelo princípio das 
forças gravitacionais à agora chamada atmosfera. Sendo assim, a atmosfera 
primitiva tem estimativa de início de formação há cerca de 4 bilhões de anos, 
desde o princípio do resfriamento continental. Diante de indícios geoquími-
cos de estudos da paleoatmosfera (primitiva), sua composição era provavel-
mente formada por gases muito tóxicos (para a vida como se concebe hoje) 
como metano (CH4), hidrogênio (H2), dióxido de carbono (CO2) e vapor 
d’água. É reconhecido o potencial de erupções vulcânicas na Terra, e a esse 
fato se sugere a transformação da atmosfera pela emissão de gases e a forma-
Fundamentos de Climatologia
– 20 –
ção dos oceanos, representantes máximos do sistema hidrosfera. No esquema 
a seguir, é possível notar a dinâmica de transformação da atmosfera ao longo 
do tempo, que ocasionou a formação da hidrosfera no Planeta.
Figura 1.7 - Dinâmica de transformação da atmosfera ao longo do tempo
Fonte: Elaborada pelo autor.
Uma vez estabelecida a Hidrosfera, o princípio do acoplamento entre 
sistemas e da retroalimentação se estabeleceu com força, proporcionando 
modificações drásticas nos ambientes, garantindo a transformação inclusive 
da atmosfera, organizando aquilo que se percebe atualmente na atmosfera 
moderna.
Figura 1.8 - Interação da radiação solar para formação do oxigênio
Fonte: Elaborada pelo autor.
– 21 –
Climatologia Geográfica
A entrada de energia no sistema possibilitou as transformações químicas 
e físicas necessárias à formação dos oceanos e mares, por meio das moléculas 
de água e também dos átomos isolados de hidrogênio e oxigênio. Estabele-
cido esse afluxo de matéria química, criou-se a possibilidade da presença da 
vida, conforme atestado pelas teorias evolucionistas.
Figura 1.9 - Fluxo de eventos da produção de oxigênio na Terra
Fonte: Elaborada pelo autor.
A dinâmica imposta na formulação da atmosfera moderna fomenta pro-
cessos químicos e físicos complexos, como a fotossíntese, mecanismo ímpar 
ao entendimento do processo de retroalimentação do sistema, através da reci-
clagem do CO2 e a disposição de O2.
Percebe-se que a situação atual, ou seja, a atmosfera moderna, é reflexo de 
um longo processo de evolução ou desenvolvimento. Na atualidade, entende-
-se que a atmosfera é, entre outros fatores, condição essencial à vida, que, de 
forma sistêmica, garante também o equilíbrio dinâmico de funcionamento da 
atmosfera, por meio, por exemplo, dos ciclos biogeoquímicos.
Em uma proposição interessante, Mendonça e Danni-Oliveira (2007) 
sugerem que a camada da atmosfera na qual ocorrem os eventos que afetam 
diretamente a vida na Terra e consequentemente os seres humanos pode ser 
chamada de atmosfera geográfica, por compor um acoplamento estrutural do 
sistema biótico com o sistema atmosférico.
Fundamentos de Climatologia
– 22 –
Desde cedo aprendemos na escola que a atmosfera é composta por 
uma fina camada de gases inodora, incolor e insípida (sem sabor). Contudo, 
eventualmente podem-se perceber alterações sensíveis aos sentidos humanos 
quanto a esse respeito, sobretudo ao que diz respeito à ausência de cores. De 
qualquer forma, a atmosfera apresenta potencial de alteração, por exemplo, 
das cores em que se percebem os raios solares. Esses efeitos se dão graças aos 
princípios físicos da refração e da reflexão, que alteram os comprimentos de 
onda do espectro eletromagnético, modificando a percepção que os sentidos 
humanos dão às cores.
O agrupamento complexo de elementos componentes da atmosfera se 
traduz como um campo fértil e curioso às pesquisas científicas e ao mesmo 
tempo desperta o interesse dos alunos que são apresentados às componentes 
curriculares escolares e também às de ensino superior. Nesse sentido, abrem-
-se duas vertentes complementares e técnicas aos estudos da atmosfera. Uma 
que compreende efetivamente os estudos dos climas, em escala mais abran-
gente; e outra que trata dos estudos do tempo atmosférico, dada por pressu-
postos chamados meteorológicos.
1.3.2 Tempo meteorológico e sistema climático
Como já visto, há uma diferença importante entre clima e tempo. A esse 
respeito, os estudos voltados às condições do tempo meteorológico – condi-
ção atual da atmosfera – se direcionam à interpretação de fenômenos de curta 
duração, que permitem uma espécie de “fotografia” da condição momentânea 
da atmosfera e ao mesmo tempo permitem perceber de forma mais abran-
gente a situação do balanço ou do equilíbrio de energia entre a atmosfera e os 
demais sistemas, especialmente a litosfera. Para tanto, desenvolve-se a Mete-
orologia, estudo científico da atmosfera orientado a estudos de ordem física 
da dinâmica atmosférica, previsões do tempo meteorológico, organização de 
séries de dados (usadas para estudos do clima) e modelagem de sistemas mete-
orológicos para previsão de desastres, por exemplo.
No Brasil, os estudos de meteorologia são gerenciados por institutos 
de pesquisa públicos e privados, para coleta e tratamento de dados atmos-
férico, como é o caso do CPTEC/INPE, no município de São José dos 
Campos (SP).
– 23 –
Climatologia Geográfica
 Atenção
O CPTEC (Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos) do 
INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) é o passaporte do 
Brasil para o primeiro mundo das previsões meteorológicas. Com o 
novo supercomputador (CRAY XT6), recém-adquirido, será possí-
vel ao Centro melhorar a resolução espacial dos modelos de previsão 
de tempo, de clima sazonal, ambiental (qualidade do ar) e de pro-
jeções de cenários de mudanças climáticas. O CPTEC já vem aper-
feiçoando seus modelos para que o novo supercomputador também 
possa gerar previsões com mais dias de antecedência, além de prever 
chuvas e eventos extremos com maior confiabilidade. Anteriormente, 
eram utilizados os modelos vetoriais SX-6 e SX-4 fabricados pela 
NEC Corporation do Japão, com capacidade de processar até 768 
bilhões e 16 bilhões de operações aritméticas em ponto flutuante 
por segundo respectivamente. O cluster UNA com 1100 processa-
dores fabricado pela “SUN Microsystem” tem capacidade de pro-
cessar até 5,7 trilhões de operações aritméticas em ponto flutuante 
por segundo. Tudo isso, significa possibilidade de utilizar modelos 
numéricos para simulação de tempo e clima, integrando informações 
atmosféricas e oceânicas. O resultado disso são previsões de tempo 
confiáveis, para todo o país.
CPTEC - Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos. Sobre 
o CPTEC. 2016. Disponível em: <http://www.cptec.inpe.br/sobre-
ocptec/pt>. Acesso em: 14 nov.2016..
De posse dos dados meteorológicos e do tempo atmosférico, é possível 
construir uma série de dados compilados em um banco organizado, os quais 
promovem uma base importante para os estudos do clima e sua distribuição 
ao longo do globo terrestre. Complementarmente, o estudo da Climatologia 
faz uso dos dados obtidos pela Meteorologia, buscando estruturar padrões de 
distribuição dos climas. Sabe-se, por exemplo, nos dias atuais, que fenômenos 
antes considerados isolados, como as monções asiáticas, são na verdade parte 
importante do sistema climático global, que podem explicar outros fenô-
Fundamentos de Climatologia
– 24 –
menos que aparentemente não têm relação, como os furacões do Atlântico 
Norte. Mais uma vez, a ideia de interconexão sistêmica é aparente e necessária 
para a interpretação de toda a complexidade presente nos estudos climáticos.
Analisar os padrões do tempo meteorológico é, portanto, o objetivo cen-
tral da Climatologia. A distribuição dos climas e seus eventos meteorológicos 
particulares formam uma rede de conexões dinâmicas que por sua vez for-
mam o sistema atmosfera. Perceber que os climas interferem nos ecossistemas 
é mais uma forma de compreender a relação estrutural de acoplamento sis-
têmico, uma vez que as regiões climáticas ajudam grandemente a determinar 
a localização dos principais ecossistemas do mundo. Pelo fato de os climas 
não serem estáticos e estarem em constante transformação de acordo com 
sua complexidade, os biomas passam também por alterações e adaptações, 
conferindo uma dinâmica única e necessária à vida na Terra. 
Temas como aquecimento global ou mudanças climáticas globais podem 
levar a uma reflexão interessante diante do posicionamento pessoal e também 
à argumentação crítica diante de dados comprováveis. De fato, sabe-se que há 
modificações cíclicas e constantes nas esferas terrestres, e interpretar as ações 
dos seres humanos como aceleradores desses processos é, sem dúvida, uma 
árdua e complexa tarefa. Contudo, a tendência de popularização do conhe-
cimento aliada às boas práticas culturais pode trazer benefícios no porvir da 
civilização humana, especialmente ao buscar o entendimento de que tudo 
está conectado em uma grande teia da vida (CAPRA, 1996).
Figura 1.10 - Esquema do sistema climático global
Fonte: MPI (2016).
– 25 –
Climatologia Geográfica
Da teoria à prática
Uma maneira salutar de aplicação das noções sistêmicas inerentes ao 
planeta Terra é a aplicação de atividades lúdicas e que se relacionem com o 
cotidiano daqueles que aprenderão conosco. Nesse sentido, a sugestão prática 
pode ser orientada na construção de maquetes, individuais ou em grupo, que 
devem se basear no recorte espacial local, atendendo ao contexto dos partici-
pantes da atividade. 
A partir, por exemplo, de uma maquete em escala de uma área que possua 
vegetação, curso d’água e ocupação humana, é possível promover uma articu-
lação sistêmica entre as várias esferas componentes do sistema global terrestre. 
Perceber, em conjunto, a interdependência entre os elementos componentes do 
sistema modelo (maquete) pode produzir uma quebra de paradigmas de uma 
visão linear para uma visão articulada, holística, portanto. A atividade proposta 
permite ainda a articulação interdisciplinar e transdisciplinar ao trabalhar com 
componentes curriculares como matemática (cálculo da escala), artes (pinturas 
e modelagens), língua portuguesa (análise do discurso) e história (histórico de 
ocupação). Reflita a respeito e coloque em prática suas ideias.
Síntese
A lógica empregada neste capítulo foi estabelecida a partir do paradigma 
sistêmico. Orientaram-se as reflexões no sentido da articulação e do acopla-
mento das estruturas componentes do planeta Terra. Buscou-se desvendar 
que a formação do Planeta, e mais diretamente da atmosfera, é produto de 
um processo longo e complexo, no qual muitas variáveis se relacionam para 
produzir ações de (trans)formação.
A dinâmica de evolução da atmosfera proporcionou a possibilidade de 
existir vida no Planeta, conforme os pressupostos evolucionistas. Da mesma 
forma, a vida no Planeta proporciona à atmosfera e a outros sistemas a pos-
sibilidade de manutenção de seu funcionamento, conforme os pressupostos 
da retroalimentação.
A atmosfera, sendo um dos geossistemas abióticos, apresenta-se como 
um ponto de partida para o entendimento da vida no Planeta. É também de 
onde se orientam fenômenos meteorológicos que a cada dia mais despertam 
Fundamentos de Climatologia
– 26 –
curiosidades nos seres humanos e ao mesmo tempo são motivo de esforços 
técnicos e intelectuais para desvendar seus mecanismos. No cotidiano, dife-
renciar clima e tempo passa a ser agora uma tarefa mais fácil, sobretudo ao 
compreender que o tempo é componente indissociável do clima, o que os faz 
diferenciar são a escala de ação e os mecanismos de funcionamento.
De agora em diante, de posse desses conhecimentos (sistemas, tempo e 
clima), compreender a estruturas de organização da atmosfera se tornará mais 
eficiente e agradável.
Atividades
1. Nos meses de verão na América do Sul, é comum a veiculação de 
notícias pelos meios de comunicação acerca de queda de encostas, 
enchentes e rompimento de barragens. Infelizmente, a ocorrência 
desses eventos tem tirado muitas vidas nos últimos anos. Diante 
do exposto, assinale a opção que demonstra a qual(is) conceito(s) 
poderia ser atribuído o estopim desses eventos.
a) Clima apenas, pelo motivo da distribuição climática gerir todos os 
eventos climáticos regionais.
b) Tempo, por tratar-se apenas de uma condição momentânea atmos-
férica, não podendo ser percebida a partir de um padrão climático.
c) Ambos, clima e tempo, devido às circunstâncias de constituição de 
padrão climático no período do ano e também às mudanças rápidas 
da atmosfera que são demonstradas pelo tempo meteorológico.
d) Apenas tempo, pelo fato de este demonstrar um padrão global de 
eventos extremos.
e) Ambos, pelo motivo de o tempo proporcionar uma visão sistêmica 
de um padrão global de ocorrências climatológicas que são estuda-
das em pelo menos 30 anos e, por outro lado, o clima denotar a 
condição única e atual da atmosfera.
2. Assinale a única opção que completa o mapa conceitual a seguir, de 
forma a permitir o entendimento da seguinte afirmação: “a Terra é 
ao mesmo tempo um sistema aberto e um sistema fechado”.
– 27 –
Climatologia Geográfica
a) 1 – ar; 2 – térmica; 3 – do carbono; 4 – ganho
b) 1 – ar; 2 – solar; 3 – hidrológico; 4 – perdas 
c) 1 – energia Solar; 2 – térmica; 3 – aberto; 4 – perdas
d) 1 – energia Solar; 2 – térmica; 3 – hidrológico; 4 – perdas
e) 1 – energia eólica; 2 – térmica; 3 – do nitrogênio; 4 – ganho
3. Associe as colunas e assinale a opção que apresenta a relação mais 
adequada.
(1) Fotossíntese
(2) Entrada de energia
(3) Retroalimentação Positiva
(4) Retroalimentação Negativa
(5) Tempo
( ) Condição momentânea da atmosfera, que pode se alterar rapi-
damente ao longo de um dia.
( ) Momento imprescindível ao funcionamento de um sistema, 
sem o qual não há possibilidade de organização da dinâmica de 
seus componentes.
( ) Indica o decréscimo do sistema, devido à diminuição da dispo-
nibilidade de energia.
( ) Processo físico-químico realizado pelos seres vivos clorofilados 
que utilizam dióxido de carbono e água para obter glicose através 
da energia da luz solar.
Fundamentos de Climatologia
– 28 –
( ) Indica a possibilidade de aumento do funcionamento e amplia-
ção do sistema.
a) 5-1-4-2-3
b) 3-1-4-2-5
c) 5-1-4-3-1
d) 1-5-2-3-4
e) 5-2-4-1-3
4. Acerca da terminologia atmosfera geográfica, aponte a opção que a 
define corretamente.
a) Trata-se de um termo que demonstra a interferência dos seres 
humanos na dinâmica climática global.
b) Trata-se de um termo cunhado por Mendonça e Danni-Oliveira 
(2007) em que fazem a menção da proximidade dos fenômenos ocor-
ridos na camada mais imediata da atmosfera com a vida no Planeta.
c) Refere-se à diferenciaçãoentre os conceitos de clima e tempo.
d) Relaciona-se com a localização imediata da atmosfera local.
e) É um termo cunhado por Capra (2014) para indicar a visão sistê-
mica da atmosfera.
2
Atmosfera Terrestre: 
um Sistema 
Garantidor da Vida
Um dos grandes questionamentos que acompanham a huma-
nidade por toda sua história é o denominado mistério da vida. Ao 
longo dos últimos séculos, cientistas de vários campos do saber se 
dedicaram a tentar descrever, interpretar e compreender os meca-
nismos que permitem a ocorrência da vida no planeta Terra. Obser-
vando pela lógica sistêmica, tratada anteriormente, fica aparente 
que a combinação complexa entre os elementos componentes dos 
sistemas produzem o cenário ideal para o desenvolvimento da vida, 
muito provavelmente pelo princípio da evolução.
Para o funcionamento de qualquer sistema e qualquer orga-
nismo no planeta Terra, é indispensável a presença de uma força 
motriz, chamada energia. A energia pode assumir muitos modos, 
estados físicos e químicos garantidores do funcionamento das esfe-
ras terrestres. Um bom exemplo disso pode ser observado no pró-
prio corpo humano: seu funcionamento exige energia, obtida por 
meio da alimentação, com contribuições dos elementos da natureza, 
como energia solar, oxigênio e água.
Fundamentos de Climatologia
– 30 –
A atmosfera permite a vida, ao mesmo tempo em que a vida contribui 
para a produção da atmosfera, tal como já se conhece. Esta afirmação reflete 
o aspecto sistêmico da retroalimentação, bem como os pressupostos da evo-
lução da atmosfera terrestre. Acompanhe agora noções do funcionamento e 
estrutura da atmosfera.
2.1 Funcionamento do Sistema 
Atmosfera: energia
Reconhecida como uma fina camada de gases que cerca o planeta Terra, 
a atmosfera, tal como outros sistemas, necessita de energia para estabele-
cer suas conexões naturais. Nesse sentido, a seção aqui apresentada busca 
demonstrar de forma inicial como se dá o funcionamento do sistema em 
questão, especialmente tratando dos mecanismos que permitem a presença 
de energia em seu contexto.
Como é possível imaginar, a principal fonte de energia destinada à Terra 
provém do Sol. Contudo, ela não é a única. Como já visto, o processo de 
retroalimentação promove a ampliação ou diminuição dos sistemas. Desta 
forma, o que possibilitou a formação e evolução da atmosfera terrestre é o que 
se pode chamar de retroalimentação positiva.
Desde a formação da Terra, há cerca de 4,56 bilhões de anos, a atmosfera 
apresenta dinâmicas de transformação contínuas que, somadas a outros fato-
res do Planeta, proporcionam a possibilidade da vida na Terra.
 Fique sabendo
Geocronologia é um ramo da ciência que contribui aos estudos de 
datação da Terra. Os mecanismos de datação do Planeta são deriva-
tivos de princípios físicos e químicos, como o decaimento radioativo, 
a vida média e a meia vida. Dois métodos de datação são utilizados: 
o relativo e o absoluto. Para o método relativo, como o nome sugere, 
se utiliza a relação entre fósseis e camadas estratigráficas (geológicas) 
para a construção de uma ordem cronológica, do mais antigo para 
o mais recente. Por outro lado, a datação absoluta pressupõe que
– 31 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
os materiais estudados são compostos por elementos radioativos, e 
estes apresentam uma liberação de material (isótopos) constante e 
acumulativa, que pode ser aferida por meio da meia vida (quando um 
átomo pai se transforma em átomo filho), possibilitando uma datação 
assertiva e até então irrefutável.
Em um primeiro momento, a atmosfera primitiva, tóxica para os padrões 
de vida atual, se formou a partir das erupções vulcânicas de um jovem Planeta. 
Com o passar do tempo, as atividades vulcânicas foram gradativamente redu-
zindo, o que ocasionou a solidificação da litosfera, que por sua vez contribuiu 
fortemente para a diminuição da temperatura da Terra. Nesse momento, a 
atmosfera terrestre não era muito diferente do que poderia se observar em 
Marte ou Vênus. Entretanto, uma característica fez toda a diferença: o desen-
volvimento de bactérias, inicialmente anaeróbias (que não utilizam oxigênio 
em seus processos).
De maneira geral atribui-se às cianobactérias o título de seres vivos mais 
antigos da Terra, bem como os primeiros organismos a produzirem oxigênio, 
fato que transformou drasticamente a história da vida terrestre.
Pensando na lógica sistêmica, a entrada de energia no sistema permitiu 
a estes organismos o desenvolvimento celular, a partir da retroalimentação 
positiva, o que incrementou a disponibilidade de oxigênio na Terra, inicial-
mente em sua totalidade orientada por um processo físico-químico bastante 
conhecido: a oxidação do ferro (Fe(s) g Fe2+ + 2e-).
Uma vez que as estruturas litológicas (rochas) terrestres apresentavam 
grande riqueza do mineral ferro em suas estruturas, o contato com o agora 
disponível oxigênio possibilitou a oxidação, gerando o que se conhece hoje 
por depósitos de minério de ferro, matéria-prima essencial à vida humana nos 
moldes contemporâneos. Depois que todo o ferro disponível nas estruturas 
litológicas do fundo oceânico fora oxidado, o aporte sempre crescente de 
oxigênio, devido à ação fotossintética dos estromatólitos, forjou a atmosfera 
que se percebe hoje, com suas camadas e estruturas. A partir deste momento, 
a Terra passou a ter uma proteção que, até então, nenhum outro planeta 
Fundamentos de Climatologia
– 32 –
possuíra. Diante disso, possivelmente os processos evolutivos dos organismos 
foram garantidos, formando a vasta biodiversidade terrestre.
Figura 2.1 − Estromatólitos em Lake Thetis, Austrália
Fonte: CC BY 2.0.
2.1.1 Energia do 
Sistema Atmosfera: Sol
De acordo com Ayoade 
(2007), a energia essencial ao 
funcionamento do Sistema 
Terra-atmosfera provém do Sol. 
A energia solar (99,97% de toda 
energia) se direciona à alimenta-
ção dos sistemas de variados fins, 
garantindo inclusive a retroali-
mentação. Essa fonte de ener-
gia, portanto, é responsável por 
aquecer a atmosfera e a superfície 
terrestre, além de permitir pro-
cessos físico-químicos específicos 
para o desenvolvimento da bio-
diversidade terrestre.
Fotossíntese
Luz Solar
Oxigênio
Dióxido de Carbono
Água
Minerais
Figura 2.2 − Processo de fotossíntese, possível 
graças à energia solar
Fonte: Shutterstock.com/Jakinnboaz.
– 33 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
Embora se registre que a energia solar recebida pela Terra seja algo 
aproximado a 10 bilhões de “Itaipus”, a distribuição deste aporte energé-
tico é desigual, variando basicamente de acordo com a latitude e a sazona-
lidade. Importa aos estudos em climatologia a espacialização dessa ener-
gia, sobretudo para buscar interpretar fenômenos geográficos na Terra. 
Desta forma, a radiação solar é responsável por diversos processos de 
ordem física (aquecimento, evaporação), biofísica (evapotranspiração) e 
biológica (fotossíntese).
 Fique sabendo
A Itaipu Binacional é uma das maiores usinas hidrelétricas do 
mundo, localizada na fronteira entre Brasil e Paraguai. Tem capaci-
dade de produção de energia de aproximadamente 89,2 milhões 
de MWh, o que representa em termos práticos 75% de toda ener-
gia consumida pelo Paraguai e 15% da energia necessária para abas-
tecer o território brasileiro.
ITAIPU BINACIONAL. Geração. Disponível em: <www.itaipu.
gov.br/energia/geracao>. Acesso em: 15 nov. 2016.
A irradiação solar varia de acordo com o ângulo de incidência dos 
raios solares. Assim, a disponibilidade de energia ao sistema Terra-atmos-
fera varia continuamente durante os dias e até anos, além de variar com 
a latitude.
Acerca da radiação e seus processos físicos, é importante fazer um 
adendo: a irradiação é composta por ondas longas e ondas curtas. A radiação 
solar é baseada na irradiação de ondas curtas, por outro lado a irradiação ter-
restre é dada por ondas longas. Especialmente no que diz respeito à radiação 
de ondas longas, há um relacionamentocom os processos físicos visíveis e 
sensíveis aos sentidos humanos, compreendidos por uma faixa conhecida por 
espectro eletromagnético visível.
Fundamentos de Climatologia
– 34 –
Figura 2.3 − Espectro eletromagnético e seus comprimentos de onda
Fonte: CC BY 4.0.
De toda a energia que entra e sai do sistema Terra-atmosfera se empre-
ende a percepção do balanço de radiação. Relacionado a este equilíbrio, con-
forme apontado anteriormente, o modal de entrada de energia é estabelecido 
pelas ondas curtas (solares), ao passo em que a saída de energia do sistema é 
dada por ondas longas (terrestres).
O trânsito de irradiação chama-se transmissão, que é a competência da 
passagem de energia em ondas curtas e longas pela superfície e atmosfera ter-
restre. Essa característica relaciona-se diretamente com a entrada de energia 
no sistema, também conhecida como insolação, cuja característica essencial 
se reflete na distribuição de energia solar, ao longo dos dias, anos e diferentes 
latitudes. Acompanhe na imagem a seguir a sazonalidade de insolação para 
o Brasil.
– 35 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
Figura 2.4 − Sazonalidade da insolação no Brasil
Fonte: Atlas Brasileiro de Energia Solar – Inpe.
Acompanhando a insolação, alguns mecanismos físicos se destacam nos 
estudos da compreensão da importância da energia no funcionamento do sis-
tema Terra-atmosfera. O Sol emite a energia necessária para o funcionamento 
dos sistemas terrestres. Quando a radiação solar atinge a Terra, são possíveis 
ações como a reflexão, o espalhamento e a absorção. Acompanhe seus princí-
pios e interferências no sistema.
Fundamentos de Climatologia
– 36 –
 2 Espalhamento ou radiação difusa: ao entrar em contato com os 
gases da atmosfera, a radiação sofre redirecionamento sem interfe-
rir em seu comprimento de onda. Representa 7% da refletividade 
da Terra.
 2 Reflexão: uma parte da radiação retorna ao espaço sem ser absor-
vida ou realizar algum trabalho. Representa cerca de 30% da refleti-
vidade da Terra. Aqui se utiliza uma característica chamada albedo, 
que significa grau ou qualidade de reflexão.
 2 Absorção: assimilação da radiação pela matéria e sua conversão em 
outra forma de energia. Aquilo que não é refletido pelo sistema é 
absorvido. Pode ocorrer absorção pelas nuvens, além da superfície 
terrestre do solo e corpos hídricos.
 Fique sabendo
Uma questão possível que pode surgir é: por que o céu é azul? Essa 
característica é proveniente da capacidade de espalhamento. Isso 
quer dizer que a partir deste fenômeno, em uma explicação dada 
pelo chamado espalhamento de Rayleigh, o tamanho das moléculas 
onde ocorre o espalhamento promove diferentes ações. Pequenas 
moléculas de gás na atmosfera espalham comprimentos de ondas de 
luz menores. Isso quer dizer que, por exemplo, os comprimentos de 
luz visível azul e violeta são pequenos. Uma vez que há mais com-
primentos de luz azul do que violeta na luz solar, pelo espalhamento 
observa-se o céu quase sempre azul.
Fonte: Christopherson (2012, p. 89).
2.1.2 O balanço de energia: atmosfera e superfície
O termo sistema aparece de forma recorrente ao longo dos estudos em 
climatologia. Apesar da aparente exaustão de uso da terminologia, o enten-
dimento dos processos e suas implicações na Geografia são melhor contem-
plados a partir desta lógica. Uma forma eficaz de perceber tal questão é a 
– 37 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
afirmação de que, se observadas em separado, as características de energia da 
atmosfera e da superfície terrestre não são equilibradas. Contudo, ao observar 
sistemicamente, num ponto de vista de acoplamento Terra-atmosfera, é pos-
sível perceber o balanço de energia equilibrado.
Figura 2.5 – Balanço de energia
Fonte: Christopherson (2012).
De forma genérica, o balanço de radiação pode ser percebido como uma 
maneira de se estabelecer o equilíbrio entre entradas e saídas de radiação solar 
do sistema. Nesse sentido, fica nítido que a parte que mais recebe insolação 
(zona equatorial e tropical), emana essa energia, fazendo com que ela se movi-
mente em direção aos polos. Tal ação só é possível graças aos ventos atmos-
féricos, que serão estudados adiante, no tema circulação geral da atmosfera.
Todavia, algumas características específicas da atmosfera e da superfície 
devem ser tratadas, dentre as quais podemos destacar:
a) na região intertropical, a insolação é elevada pela angulação pre-
sente em relação ao sol, havendo pouca variação sazonal, o que 
acarreta em um panorama de superávit de insolação, ou seja, ganha-
-se mais calor do que se perde.
Fundamentos de Climatologia
– 38 –
b) nas regiões polares, marcadamente com superfícies geladas e bran-
cas, nas quais a reflexividade é maior, os déficits de energia são notó-
rios, garantindo assim importância máxima à circulação geral da 
atmosfera, que permite o balanço adequado da radiação.
c) há que se perceber que em termos de superfície, energia e umidade 
são constantemente trocadas, fato que ocasiona fenômenos em 
escala local, que contribuem para a constituição de situações parti-
culares, como os microclimas urbanos.
De toda forma, algumas evidências trazem elementos de discussão bas-
tante interessantes à temática do balanço de energia/radiação no sistema 
Terra-atmosfera. Talvez um exemplo de maior destaque seja o do já bastante 
discutido efeito estufa. A esse respeito acompanhe a notícia a seguir, veiculada 
pelo jornal El País.
 Saiba mais
Aquecimento global e emissão de gases do efeito estufa alcançam 
níveis recordes: 2015 foi o ano mais quente desde que são feitos 
registros e 2016 está a caminho de repetir o padrão.
O ano de 2015 bateu um novo recorde em emissão de gases do 
efeito estufa e aumento das temperaturas no planeta, depois de um 
2014 que já havia alcançado marcas históricas e fez disparar os alarmes 
sobre os efeitos da mudança climática. O relatório O Estado do 
Clima, realizado todos os anos pela Agência Nacional de Ocea-
nos e Atmosfera dos EUA (conhecida de modo geral por sua sigla 
em inglês, NOAA), expõe em sua última edição uma tonelada de 
dados que levam a uma conclusão inquietante: avizinham-se mais 
secas e mais inundações, e está constatado o degelo dos polos.
– 39 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
Figura 2.6 – Elevação do aquecimento de regiões da Terra
 Fo
nt
e:
 S
cie
nt
ific
 V
isu
ali
za
tio
n 
St
u-
di
o/
G
od
da
rd
 S
pa
ce
 Fl
igh
t C
en
te
r
Segundo essa agência, o fenômeno cíclico El Niño, relacionado com 
o aquecimento do Pacífico, foi no ano passado o mais forte desde 
pelo menos 1950, o que contribuiu, junto com o aquecimento glo-
bal, para que pela primeira vez fosse superada em mais de um grau 
centígrado a temperatura média de meados do século XVIII, que é 
o período que se considera representativo das condições de vida 
pré-industriais.
MARS, A. Aquecimento global e emissão de gases do efeito estufa alcançam níveis 
recordes. 2016. Disponível em: <http://brasil.elpais.com/brasil/2016/08/02/inter-
nacional/1470153337_792504.html>. Acesso em: 15 nov. 2016.
A partir de tudo que foi exposto, fica evidente que os processos de 
entrada e saída de energia do sistema configuram fenômeno complexo e 
indispensável ao sistema terrestre. Nesta lógica, abordaremos em capítulos 
seguintes como as sociedades humanas interferem e sofrem influência diante 
do funcionamento deste sistema.
2.2 Composição e estruturas 
da atmosfera terrestre
Como já foi possível perceber, a atmosfera terrestre é um espaço com-
plexo e essencial à Terra. Destacam-se processos físicos e químicos que a com-
Fundamentos de Climatologia
– 40 –
põem, formando uma rede de processos e fenômenos que dão singularidade 
jamais vista, por hora, em nenhum outro planeta. A principal diferença entre 
a Terra e os demais planetas até então conhecidos é justamente a lógica da 
vida que permite a existência da atmosfera que, por sua vez, permite a vida, 
comojá foi atestado em seções anteriores.
 Fique sabendo
A Terra é azul! Foi o que bradou o cosmonauta russo Yuri Gagarin, 
que foi o primeiro ser humano a viajar ao espaço, a bordo da nave 
Vostok 1 e pôde ver a Terra de longe. À época desta marcante 
viagem, a União Soviética e os Estados Unidos travavam uma batalha 
silenciosa para saber qual nação levaria o primeiro ser humano à Lua. 
Era momento da chamada guerra espacial, recorrente à Guerra Fria. 
Os norte-americanos venceram a disputa em 1969, com o “pisão” 
inaugural de Neil Armstrong no satélite natural da Terra, mas nos oito 
anos anteriores, os soviéticos sempre estiveram à frente − inclusive 
no lançamento do primeiro satélite artificial, o Sputnik, em 1957. A 
Terra é azul, denuncia a dominância de massas de água no planeta 
(71%), fato que contribui fortemente para a presença de vida e o 
funcionamento de sistemas como a atmosfera, que também contribui 
para a percepção de que o planeta é azul.
G1. Viagem pioneira de Yuri Gagarin ao espaço completa 55 anos. 
2016. Disponível em: <http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noti-
cia/2016/04/viagem-pioneira-de-yuri-gagarin-ao-espaco-completa-55-
-anos.html>. Acesso em: 15 nov. 2016.
A imprensa internacional veicula notícias de prospecção do planeta 
Marte. Indícios, de acordo com a agência espacial estadunidense (NASA), 
dão conta de que há a possibilidade de existir água no planeta vermelho, e 
por consequência a possibilidade de vida. Em uma comparação rápida entre 
a Terra e Marte, é possível perceber algumas características interessantes, con-
forme apresenta a tabela a seguir.
– 41 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
Tabela 2.1 – Comparação entre a atmosfera da Terra e de Marte
GASES TERRA - PRIMITIVA TERRA ATUAL MARTE
Oxigênio Poucos indícios 21% 0,13%
Nitrogênio 1,9% 77% 2,7%
Dióxido de 
carbono 98% 0,038% 95%
Fonte: The Mars Atmosphere and Volatile Evolution mission (MAVEN).
A análise da tabela permite verificar que a atmosfera primitiva da Terra 
possuía muitas semelhanças com a marciana, fato que se alterou justamente 
pela presença de seres vivos produtores de oxigênio, como já visto anterior-
mente. Assim, a atmosfera moderna da Terra apresenta características únicas, 
quanto à sua estrutura e composição.
2.2.1 A atmosfera moderna
A composição atual da atmosfera é dada pela mistura de gases antigos 
da Terra com aqueles mais recentes, provenientes da ação da vida ao longo do 
tempo no sistema terrestre. Portanto, a formação desta camada de gases de 
suma importância é bastante complexa e processual, não simplesmente surge, 
mas evolui. O principal componente da atmosfera é o ar, um composto de 
gases sem cheiro, cor, sabor ou forma que pode ser comparado a uma capa ou 
membrana que protege a Terra e permite fenômenos que fomentam o funcio-
namento de sistemas em constante retroalimentação.
Existem várias formas de se realizar a divisão da atmosfera, de acordo 
com critérios. Assim, apresentam-se os três critérios aqui utilizados para uma 
interpretação global da atmosfera.
Quadro 2.1 – Divisão da atmosfera
Composição Temperatura Função
Heterosfera Termosfera
Mesosfera
Ionosfera
Fundamentos de Climatologia
– 42 –
Composição Temperatura Função
Homosfera Estratosfera
Troposfera
Ozonosfera
Fonte: Adaptado de Christopherson (2012).
Diante dos critérios expressos no quadro 2.1, inicia-se uma breve expla-
nação pelo critério da composição. De acordo com Barry e Chorley (1976) 
apud Ayoade (2007), a composição média da atmosfera sob um rigor de con-
dição seca e abaixo de 25 quilômetros se expressa da seguinte forma.
Tabela 2.2 − Composição gasosa média da atmosfera terrestre
Gás Símbolo Volume (%)
Nitrogênio N2 78,084 (≈78)
Oxigênio O2 20,9476 (≈21)
Argônio Ar 0,934 (≈1)
Dióxido de carbono CO2 0,0314 (variável)
Neônio Ne 0,001818
Hélio He 0,000524
Ozônio O3 0,00006
Hidrogênio H2 0,00005
Criptônio Kr 0,000114
Xenônio Xe 0,0000087
Metano CH4 0,0002
Fonte: Lide (2008).
Gás Volume % (ar seco)
Nitrogênio (N2) 78,08
Oxigênio (O2) 20,94
Argônio (Ar) 0,93
Bióxido de carbono (CO2) 0,03 (variável)
– 43 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
Gás Volume % (ar seco)
Neônio (Ne) 0,0018
Hélio (He) 0,0005
Ozônio (O3) 0,00006
Hidrogênio (H) 0,00005
Criptônio (Kr) Indícios
Xenônio (Xe) Indícios
Metano (Me) Indícios
Em acordo com a composição química da atmosfera, é possível obser-
var dois compartimentos distintos: A heterosfera e a homosfera. A primeira se 
caracteriza pela heterogeneidade de sua composição, como o nome sugere. 
Isso indica que os gases presentes nesse compartimento não estão devida-
mente misturados, ou seja, não apresentam uniformidade em sua disposição. 
A heterosfera pode ser ainda caracterizada como uma camada ou comparti-
mento mais externo, com início a cerca de 80 km de altura e com direção até 
o espaço interplanetário. (CHRISTOPHERSON, 2012).
De outro lado, a homosfera, seguindo a lógica etimológica, empreende 
um compartimento homogêneo, onde os gases estão dispostos e misturados 
de forma homogênea. Este estrato atmosférico compreende toda a estrutura 
desde 80 km de altura até a superfície terrestre. Assim, a composição média 
dos gases da atmosfera terrestre se refere a este compartimento em específico.
Diante da caracterização da função, a atmosfera terrestre apresenta dois 
compartimentos distintos. A ionosfera é uma camada funcional, externa que 
se estende pela parte alta da atmosfera (termosfera e mesosfera) e tem a fun-
ção de absorver determinados raios, especialmente raios X, gama e outros 
comprimentos de onda curtos, fato que carrega os átomos com íons, o que 
justifica o nome desta camada de acordo com a função, que é também pro-
tetiva neste caso.
De outro lado e mais abaixo, a ozonosfera, também conhecida por camada 
de ozônio, é bastante veiculada e discutida em âmbito global. O ozônio é uma 
molécula altamente reativa e composta por três moléculas de oxigênio (O3), 
e funciona literalmente como um filtro da radiação solar mais nociva à vida 
Fundamentos de Climatologia
– 44 –
na Terra, os raios UVC e UVB, que são potencialmente danosos devido a seus 
comprimentos de onda.
 Fique sabendo
Camada de Ozônio
Em volta da Terra há uma frágil camada de um gás chamado ozônio 
(O3), que protege animais, plantas e seres humanos dos raios ultra-
violeta emitidos pelo Sol. Na superfície terrestre, o ozônio contribui 
para agravar a poluição do ar das cidades e a chuva ácida. Mas, nas 
alturas da estratosfera (entre 25 e 30 km acima da superfície), é um 
filtro a favor da vida. Sem ele, os raios ultravioletas poderiam aniquilar 
todas as formas de vida no planeta. Há evidências científicas de que 
substâncias fabricadas pelo ser humano estão destruindo a camada 
de ozônio.
Figura 2.7 – Formação das moléculas de ozônio
Diversas substâncias químicas acabam destruindo o ozônio quando 
reagem com ele, fato que supostamente contribui para o aquecimento 
do planeta, conhecido como efeito estufa.
WWF. O que é a camada de ozônio?. Disponível em: <http://www.
wwf.org.br/natureza_brasileira/questoes_ambientais/camada_ozonio/>. 
Acesso em: 15 nov. 2016.
Outro fator proposto para entendimento da disposição da atmosfera é, 
talvez, o mais corriqueiro e utilizado na maioria dos livros didáticos, que se 
realiza a partir do critério da temperatura. A imagem a seguir demonstra de 
– 45 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
forma sintética a estrutura da atmosfera quanto à temperatura e altura. A 
primeira camada, mais próxima da superfície, é a Troposfera, limitada pela 
Tropopausa; a camada seguinte é a estratosfera, delimitada pela estratopausa; 
a seguir há a mesosfera e termosfera, delimitadas pela mesopausa e termo-
pausa, respectivamente.
Figura 2.8 − Estrutura da atmosfera em relação à temperatura e à altura
Fonte: www.learner.org (tradução nossa).
Iniciando da camada mais distante da superfície para a mais próxima, 
tem-se a sequência de quatro camadas, a saber: termosfera, mesosfera,estra-
tosfera e troposfera.
A termosfera, com altura entre 80 km a 480 km, sugere uma zona de 
calor, contudo não representa necessariamente altas temperaturas. A dife-
rença entre calor e temperatura está basicamente na forma de medição de suas 
grandezas. A temperatura é medida a partir do grau de agitação ou energia 
cinética. Quanto mais agitadas as moléculas, maior a temperatura. De outro 
lado, o calor é uma grandeza física também chamada de energia térmica, que 
se relaciona ao trânsito, ou seja, à transferência de um corpo para outro em 
razão da temperatura. Nesse sentido, mesmo aqueles corpos com baixas tem-
Fundamentos de Climatologia
– 46 –
peraturas também possuem calor, ainda que em menor quantidade. O limite 
exterior da termosfera é chamado de termopausa.
A mesosfera, compreendida entre 50 km e 80 km de altura, corresponde 
à uma estrutura na qual a temperatura diminui até um mínimo de -90 ºC, 
em uma área específica chamada de mesopausa, limite superior da mesosfera. 
Como o nome sugere, meso significa mediano, uma camada intermediária. 
A junção entre termosfera e mesosfera forma o que se conhece por atmosfera 
superior, devido às alturas previstas nestas camadas.
Na sequência lógica do modelo apresentado anteriormente, inicia-se a 
atmosfera inferior, por se tratar da camada com menor altura, mais próxima à 
superfície. A estratosfera é a segunda camada da atmosfera. Partindo da super-
fície, estende-se desde 50 km de altura, com a característica essencial de que 
suas temperaturas aumentam acompanhando a altitude, fenômeno explicado 
pelo fato de esta camada apresentar baixa densidade do ar, na qual qualquer 
absorção de energia solar aumenta a temperatura, especialmente o gás ozônio, 
importante proteção à Terra.
Por fim, a camada mais próxima da superfície e reconhecida como uma 
das mais importantes para a vida no planeta: a troposfera. Neste estrato da 
atmosfera é que se encontra a biosfera, esfera da vida. É também onde ocorre 
a maioria dos eventos meteorológicos que influenciam diretamente a vida 
no planeta, inclusive a dos seres humanos. Na troposfera estão cerca de 90% 
(CHRISTOPHERSON, 2012) de toda a massa de gases da atmosfera, o que 
de um lado é elemento garantidor da vida, e de outro pode ser um problema 
ambiental sério, especialmente por conta da poluição atmosférica atestada 
pelas sociedades humanas.
A diferente concentração de gases da atmosfera, de acordo com sua 
estrutura, faz com que sejam percebidas diferentes condições de base, chama-
das de pressão atmosférica. Assim, quanto mais perto do nível do mar, maior a 
concentração de gases, maior o peso e, portanto, maior a pressão atmosférica. 
Essa característica da troposfera corrobora para o entendimento da possibili-
dade da vida no planeta, diante da disponibilidade de gases essenciais, como 
oxigênio e nitrogênio.
Ainda em relação aos gases da atmosfera inferior, é recorrente o debate 
de um fenômeno chamado Efeito Estufa, conforme já tratado anteriormente. 
– 47 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
Contudo, esse fenômeno tende a se acelerar, diante de indícios de que o 
aporte de gases estufa está aumentando drasticamente no planeta por meio 
das ações humanas. Os principais gases responsáveis por essa condição são: 
dióxido de carbono, metano e óxido de nitrogênio. Você saberia explicar 
como é que se disponibilizam esses gases na atmosfera, além do fenômeno 
natural? São responsáveis pelas emissões exacerbadas desses gases: queima de 
combustíveis fósseis e madeira; decomposição da matéria orgânica e trato 
digestivo, especialmente de bovinos (ruminantes); águas poluídas; e decom-
posição de fertilizantes.
Como é possível notar, a ação humana interfere no fluxo de energia e 
gases da camada mais próxima, que é a troposfera. Desta forma, tratar de 
assuntos recorrentes a estes torna-se mais do que necessário na prática escolar, 
como um exercício de cidadania e formação.
2.2.2 Troposfera e a climatologia geográfica
A troposfera carrega em si muitos gases, conforme já se discutiu ante-
riormente. Contudo, muitos destes são variáveis, de fontes naturais ou de 
origem humana. A esse segundo compartimento designa-se a concepção de 
uma atmosfera geográfica (MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007).
Uma das ações responsáveis pelas alterações da atmosfera geográfica é 
dada pela poluição. A definição desta ação não é tarefa fácil, tanto que para 
operadores do direito a busca por jurisprudência a esse respeito é incessante. 
No entanto, pode-se entender a poluição atmosférica como a modificação da 
sua composição química, seja pelo desequilíbrio dos seus elementos consti-
tutivos, ou pela presença de elemento químico estranho, que potencialmente 
possa desequilibrar o ambiente, causando prejuízo à saúde dos seres vivos.
Registre-se que a poluição atmosférica não é problema recente. Desde 
muito tempo indícios históricos apontam que alterações na atmosfera já cha-
mavam a atenção de povos pretéritos, como por exemplo os romanos, ao 
reportarem o ar sujo de suas cidades devido aos esgotos a céu aberto, fumaça 
de queimadas e outras ações. Parece assustador perceber elementos tão atuais 
já ocorrendo há mais de dois mil anos.
Ao mesmo tempo em que a atmosfera pode sofrer com a poluição de ori-
gem humana ou decorrente de suas atividades, há, por outro lado, dinâmicas 
Fundamentos de Climatologia
– 48 –
naturais interpostas a esse respeito. Assim, as fontes naturais de poluição são 
também importantes para o entendimento em climatologia geográfica.
Quadro 2.2 − Demonstrativo de fontes naturais de poluição atmosférica
Fonte Contribuição
Vulcões e incên-
dios florestais
Óxidos de enxofre e partículas recorrentes; monóxidos 
e dióxidos de carbono.
Plantas em 
decomposição Hidrocarbonetos, metano e sulfetos de hidrogênio. 
Oceano Lançamento de sal na atmosfera e outras partículas.
Fonte: Adaptado de Christopherson (2012).
Percebe-se que o princípio da poluição destina-se ao comparativo com 
um quadro natural. Nesse sentido, as alterações nos gases e componentes quí-
micos podem ser caracterizados como aspectos de importância ambiental e de 
poluição ambiental. Em termos de legislação, no Brasil se registra a importân-
cia e competência do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA), 
que, por meio de resoluções, aponta diretrizes e regras ambientais. A resolu-
ção CONAMA que trata do tema poluição é a n. 3 de 28 de junho de 1990.
Parágrafo Único. Entende-se como poluente atmosférico qualquer 
forma de matéria ou energia com intensidade e em quantidade, con-
centração, tempo ou características em desacordo com os níveis esta-
belecidos, e que tornem ou possam tornar o ar:
I impróprio, nocivo ou ofensivo à saúde;
II inconveniente ao bem-estar público;
III danoso aos materiais, à fauna e flora;
IV prejudicial à segurança, ao uso e gozo da propriedade e às ativi-
dades normais da comunidade.
Diante do exposto, fica claro que há uma preocupação bastante grande 
em relação à poluição atmosférica. A compreensão e sensibilização destes meca-
nismos é tarefa salutar do educador em Geografia. A julgar pelo fato de que 
a maioria das pessoas no mundo e no Brasil estão a se concentrar nas áreas 
urbanas, os poluentes antropogênicos tendem a sofrer uma aceleração sensível.
– 49 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
Como qualquer processo natural e antrópico, a poluição é desvelada 
ao longo do tempo e evolução dos sistemas terrestres, incluindo os sistemas 
sociais. É válida portanto a interpretação sob a luz, por exemplo, do estudo 
transversal da História, mais especificamente a partir das Revoluções Indus-
triais. Eis uma sugestão de interdisciplinaridade e transdisciplinaridade, com 
a finalidade de articular conhecimentos de forma sistêmica.
Síntese
Neste capítulo foi possível acompanhar que a atmosfera terrestre foi 
gerada a partir da vida, que por sua vez, garante a vida e seu pleno funciona-
mento. A isto se pode chamar retroalimentação sistêmica.A presença de energia no sistema Terra-atmosfera, especialmente a ener-
gia solar, é de suma importância, por ativar mecanismos necessários ao des-
dobramento complexo de funcionamento da atmosfera. Assim, o balanço 
de energia, bem como seus atributos físicos, ajudam a explicar as dinâmicas 
presentes no sistema.
Foi possível empreender as diferentes formas de estruturação da atmos-
fera de acordo com a temperatura, função e composição, elementos que aju-
dam a situar a ocorrência de fenômenos e a relação da atmosfera com a dis-
ponibilidade da vida terrestre.
Finalmente, apontou-se para a atmosfera geográfica, destacando o efeito 
da poluição, de forma genérica, em relação aos gases e estruturas da atmos-
fera terrestre.
Atividades
1. Baseado na compartimentação da atmosfera usando como critério 
a composição, quais são as divisões possíveis para sua classificação? 
Aponte a única alternativa correta.
a) Uma região contínua.
b) Duas grandes classificações: homosfera e heterosfera.
Fundamentos de Climatologia
– 50 –
c) Duas áreas funcionais que recebem radiação do sol.
d) Troposfera e estratosfera.
e) Ionosfera e ozonosfera.
2. A camada mais próxima da superfície terrestre em que ocorre a 
maioria dos eventos meteorológicos é chamada de:
a) ozonosfera.
b) troposfera.
c) ionosfera.
d) mesosfera.
e) exosfera.
3. A ozonosfera apresenta importância crítica para a vida terrestre, 
pois:
a) afeta as temperaturas.
b) absorve a luz visível.
c) absorve os raios ultravioletas.
d) produz as auroras.
e) neutraliza a poluição.
4. A charge a seguir visa (ENADE, 2010):
– 51 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
a) alertar para a necessidade de ações mais eficazes de controle da 
poluição.
b) apontar para possíveis ações estratégicas de conservação e de uso 
sustentável de recursos naturais.
c) mostrar a quantidade de partículas em suspensão na atmosfera cuja 
concentração representa transtorno ambiental.
d) apresentar um desequilíbrio irreversível causado no ecossistema 
pela ação predatória do ser humano.
e) demonstrar a urgência de serem criadas leis mais severas de prote-
ção ambiental e de exploração de recursos hídricos.
3
Fatores e Elementos 
Climáticos
Neste capítulo estudaremos os fatores e os elementos que 
compõem os climas. É necessário compreender quais são o que são 
e como funcionam em sua dinâmica para a definição de um ou 
outro determinado clima. Especificaremos cada um dos elementos 
e fatores climáticos, assim como apontaremos as suas diferencia-
ções, que, por se influenciarem mutuamente, podem provocar con-
fusão no entendimento de suas definições. Ainda, diante da relação 
entre os seres humanos e o meio ambiente, faz-se importante levan-
tar como as ações antrópicas têm influenciado os componentes dos 
sistemas climáticos.
Fundamentos de Climatologia
– 54 –
3.1 Elementos climáticos
O clima de determinada região é caracterizado após um longo período 
de observação dos tipos de tempo que nele ocorrem (Conti, 2011). De acordo 
com Sorre (1951, p.13) citado por Steinke (2012, p.17), para os geógrafos o 
clima é “o ambiente atmosférico constituído pela série de estados da atmos-
fera (estados do tempo) sobre um lugar em sua sucessão habitual”.
Os sistemas climáticos possuem características definidas, se diferen-
ciando de outros climas pela variação de seus elementos constituintes. Os 
principais elementos do clima são: a pressão atmosférica, a radiação solar, 
a umidade do ar e a temperatura. Esses elementos são condicionados pelos 
fatores do clima.
Devido a sua influência sobre determinados aspectos, alguns elementos 
do clima podem agir sobre outros. É o caso da radiação solar, por exemplo, 
que, ao quantificar a disponibilidade de energia solar na superfície da Terra, 
condiciona a temperatura e a pressão do ar. (Steinke, 2012).
3.1.1 Pressão atmosférica
Por mais que não possamos enxergar os elementos que constituem a 
atmosfera terrestre, é importante considerar que ela possui peso e substância. 
Há uma pressão exercida sobre a superfície pela massa de ar que envolve o 
planeta, resultado do peso da coluna de ar por unidade de área (STEINKE, 
2012). De acordo com Steinke (2012), a
pressão atmosférica na superfície é cerca de 100 mil N por metro qua-
drado. A unidade de força newton (N) corresponde a uma massa de ar 
de 10 mil quilogramas submetida à aceleração da gravidade terrestre 
(~10 m/s2). Por sua vez, 1N/m2 é a unidade de pressão denominada 
pascal (Pa). Os climatologistas costumam usar, tradicionalmente, a 
unidade “milibar” (mb), que corresponde a 100 Pa (1 mb = 100 Pa). 
Portanto, a pressão na superfície será 100.000 Pa ou 1.000 mb.
A pressão atmosférica é maior na superfície, em razão de a coluna de ar 
ser mais alta a partir do nível médio do mar. Quanto mais se sobe, mais o 
peso e a coluna de ar diminui, reduzindo a pressão, ou seja, quanto maior a 
altitude de determinado local, mais reduzida é a pressão apresentada.
– 55 –
Fatores e Elementos Climáticos
A cidade de La Paz, na Bolívia, está situada a 3.600 metros de altitude 
e apresenta uma pressão atmosférica equivalente a 620 milibars. Nessa loca-
lidade, o ar é rarefeito e a quantidade de oxigênio e outros gases é menor. 
Pela altitude, a 
pressão atmos-
férica é menor e 
em consequência 
a temperatura de 
ebulição da água 
também, nessa 
cidade, a água 
ferve em 90°C, 
enquanto ao nível 
do mar a tempe-
ratura de ebuli-
ção é de 100°C. 
( S T E I N K E , 
2012). A pres-
são atmosférica, 
além de ser deter-
minante para a 
temperatura de 
transição da água, 
também condi-
ciona os ventos 
ou o desloca-
mento horizontal 
do ar.
A variação 
da pressão atmos-
férica na super-
fície deriva da 
função da tempe-
ratura e umidade. 
Quando há aque-
Figura 3.1 – Carta sinótica de superfície do dia 12 de fev. de 
2010, 12:00 UTC – Horário Universal – (9 horas no Brasil)
Fonte: Marinha do Brasil. Serviço Meteorológico Marinho. In 
Steinke (2012).
Fundamentos de Climatologia
– 56 –
cimento do ar, ele se expande e a pressão sobre ele diminui. Nas localidades de 
ar mais quente são conhecidas como áreas de baixa pressão, enquanto as com 
ar mais frio são as áreas de alta pressão. A baixa pressão apresenta ar quente 
e leve, enquanto a alta pressão compõe o ar frio e pesado. Na região polar da 
Terra, a pouca energia solar absorvida gera uma área de alta pressão.
As isóbaras (linhas que unem pontos de mesma pressão) são utilizadas 
para representar em uma carta de pressão a distribuição espacial da pressão 
atmosférica. Nestas são expostas áreas de alta e baixa pressão, identificadas nas 
cartas sinóticas pelas letras “A” e “B”, respectivamente.
Compreender o que é e como funciona a pressão atmosférica interessa 
para podermos entender a movimentação do ar no planeta. A umidade e os 
movimentos de subida e descida são relevantes para a compreensão dos cam-
pos de pressão na superfície.
3.1.2 Radiação solar
O Sol é o único fornecedor de energia para a atmosfera terrestre. Isso 
ocorre porque as outras estrelas irradiadoras de energia localizam-se a uma 
distância em que seus raios não podem atingir a Terra. A radiação solar é de 
extrema importância para todos os organismos vivos do planeta e para a dinâ-
mica dos ecossistemas, para compreender a sua função na caracterização dos 
climas há três pontos relevantes:
 2 a natureza da energia irradiada pelo Sol − a radiação solar é com-
preendida como a difusão de energia sob a forma de ondas eletro-
magnéticas que se propagam pelo vácuo na velocidade da luz, que 
corresponde a 300.000 km/s. A energia eletromagnética é com-
posta por um elemento magnético e outro elétrico, se propaga atra-
vés de ondas em substâncias que não se configuram na temperatura 
de zero absoluto.
 2 o efeito da radiação para o sistema superfície-atmosfera − a lati-
tude, que podemos considerar como a esfericidade da Terra, é um 
dos fatores que influenciam na distribuição da radiação solar na 
atmosfera, assim como os períodos