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05/04/2022 16:22 Climatologia e Meteorologia
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CLIMATOLOGIA E
METEOROLOGIA
CAPÍTULO 2 - QUAL A IMPORTÂNCIA
DOS FATORES DO CLIMA PARA O SER
HUMANO?
Debora Rodrigues Barbosa
INICIAR 
Introdução
Este capítulo retrata a importância dos fatores do clima para a humanidade, a
partir da compreensão das variáveis que o influenciam e interferem na dinâmica
entre a natureza e a sociedade. Os fenômenos meteorológicos predominantes
numa determinada região irão interferir ativamente na vida humana, na fauna,
flora e nos tipos de solo. Quando falamos em interferir na vida humana, logo
imaginamos que será negativamente. Mas será que esses impactos serão sempre
negativos? 
As flutuações climáticas irão ocorrer em diferentes escalas e esta análise torna-se
necessária pois as mesmas oferecerem prejuízos quando não discutidas e
avaliadas. Você acha que compreender estas alterações pode ser benéfico?
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Entendendo as dinâmicas climáticas podemos, por exemplo, impulsionar o
potencial agrícola de uma região, se analisarmos também as características do
solo em questão. 
Para que essa compreensão seja possível, é fundamental analisar a influência do
fotoperíodo e da intensidade da radiação solar na superfície terrestre, bem como
as alterações climáticas e suas consequências. Você já ouviu falar em efeito
estufa? Nesse capítulo também vamos analisar o aquecimento diferencial da
superfície da terra e o efeito desse fenômeno sobre os parâmetros atmosféricos.
Também vamos analisar os melhores métodos para estimar de que modo os
parâmetros atmosféricos influenciam nas alterações climáticas. Outro ponto que
abordaremos é a importância do balanço hídrico para os estudos geoambientais.
Vamos lá!
2.1 Fotoperíodo e radiação solar
De acordo com Pereira et al. (2007), a radiação solar é a maior fonte de energia
para a Terra, além de também ser considerada o principal elemento
meteorológico, uma vez que sua atuação afeta todos os demais. 
Você sabia que ela tem relação direta com o chamado fotoperíodo? Chang (1974)
define fotoperíodo como o comprimento de um dia, ou seja, seria o intervalo de
tempo entre o nascer e o pôr do sol. O fotoperíodo pode variar de acordo com a
latitude do local e do ângulo de inclinação da Terra em relação ao sol,
influenciando, assim, as dinâmicas climáticas locais.
VOCÊ SABIA?
Se considerarmos o fotoperíodo como o tempo de exposição de luz que recebemos diariamente,
essa exposição influenciará diretamente no nosso desenvolvimento. O mesmo ocorre com as
plantas, assim, a relação radiação solar versus fotoperíodo é bastante utilizada nos estudos
voltados para agricultura. A área que utiliza destes recursos é denominada Agrometeorologia. 
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Por exemplo, a relação latitude x fotoperíodo é proporcional à variação
latitudinal, ou seja, na medida em que a latitude aumenta, também ocorre o
aumento da variação do fotoperíodo durante o ano, com grandes mutações no
período de iluminação principalmente na zona temperada e polar. Em
contrapartida, a variação do fotoperíodo é menor em locais de baixa latitude, ou
seja, na zona tropical, promovendo um período de iluminação mais ou menos
uniforme durante o ano todo.  
2.1.1 Balanço de energia
O balanço de energia é a diferença encontrada entre a entrada e a saída dos
elementos de um sistema. De acordo com Torres & Machado (2008), no caso do
sistema Terra, o balanço é calculado a partir da quantidade de energia absorvida
na forma de radiação solar e da quantidade de energia emitida para o espaço.
Podemos observar como isso se dá na figura a seguir: a energia liberada pelo Sol
é emitida como luz de ondas curtas e energia ultravioleta e, quando atinge a
Terra, parte é refletidos de volta ao espaço pelas nuvens e outra parte é absorvida
pela atmosfera ou pela superfície da Terra. Ainda em concordância com a
National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), o equilíbrio energético
da atmosfera ocorre em função da entrada de energia do Sol e da energia que sai
da Terra, muito mais fraca (longo comprimento de onda), como energia
infravermelha. 
Figura 1 - Fluxograma demonstrando funcionamento do balanço energético da Terra a partir da
entrada da radiação solar e de como os diferentes comprimentos de onda influenciam no balanço, seja
na entrada ou saída da energia. Fonte: Elaborado pela autora, 2018.
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Desse modo, a energia, ao atingir a Terra, é recebida na forma de raios solares,
causando o processo de insolação, que pode ser definido como a quantidade de
energia solar que abrange uma determinada área da Terra, impulsionando,
assim, a vida na chamada biosfera. 
Com a figura, é possível compreender que a radiação, ao adentrar a atmosfera, é
absorvida e refletida. Quando a radiação incide sob a superfície sem nenhum
tipo de interferência, ocorre o processo chamado insolação direta. É bom
destacar que, ao atravessar a atmosfera, a radiação encontra alguns obstáculos
que impendem a insolação. Dentre os elementos que influenciam a insolação
podemos citar: latitude, nuvens, gases atmosféricos, poeira, corpos líquidos,
vegetação, rochas e solo. 
Existe ainda a chamada insolação difusa, que corresponde à radiação solar que
se espalha ou reflete de volta para a Terra. Neste tipo de insolação, embora a
radiação solar mantenha seu ângulo de incidência sob a superfície em 90°, os
Figura 2 - Demonstração do funcionamento do balanço energético da Terra, no qual a Terra recebe, em
média, 342 W/m² de energia e devolve para o espaço exatamente a mesma quantidade. Fonte:
TEODORO, 2007.
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gases e aerossóis podem causar seu espalhamento, dispersando-a em todas as
direções. Vale ressaltar que suas características de espalhamento estão sujeitas
ao tamanho das moléculas de gás.
VOCÊ SABIA?
Já reparou que o céu muda de cor? Na maioria dos dias ele é azul, algumas áreas são brancas,
mas geralmente, tanto o nascer quanto o pôr do sol são avermelhados? O Canal Dúvidas Curiosas,
do Youtube, criou um vídeo explicativo que aborda porque ocorrem essas diferenças de cores
(CHAVES, 2018). Confira o vídeo em: <https://www.youtube.com/watch?v=5zYSSedYNUc
(https://www.youtube.com/watch?v=5zYSSedYNUc)>.  
Destaca-se a variação da insolação com relação às latitudes, de modo em que ela
é reduzida principalmente a partir do 25° latitudinal seguindo em direção aos
polos, e é ampliada na região das baixas latitudes, em função das poucas
nuvens.  
Figura 3 - Balanço de energia com base nas latitudes, demonstrando as áreas onde ocorrem os déficits,
os excedentes e o equilíbrio de energia. Fonte: Elaborada pela autora, adaptada de WEYKAMP, 2017.
https://www.youtube.com/watch?v=5zYSSedYNUc
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Para Andrade (2009), o balanço de energia em uma superfície pode ser entendido
como uma aplicação da primeira lei da Termodinâmica se considerarmos que
deve haver uma igualdade entre o saldo de energia recebida pelo ecossistema e a
soma da energia liberada sob as formas de calor sensível (H) e calor latente (LE) e
da energia armazenada no ambiente, tanto no solo quanto na biomassa. 
Entretanto, em ecossistemastropicais, caracterizados pela presença de florestas
ombrófilas densas, é comum que não ocorra o fechamento do balanço de
energia. Nesses casos a vegetação é considerada como responsável por um
armazenamento energético não contabilizado (RODRIGUES et al., 2013).
2.1.2 Balanço de radiação
Diferentemente do balanço de energia, que diz respeito ao destino dado à
energia radiante, o balanço de radiação tem como objetivo quantificar a fração
da radiação efetivamente disponível em um ecossistema (GALVANI et al., 2001).
Assim, o balanço de radiação pode ser definido como: “a diferença entre fluxos
totais de radiação incidente e da radiação “perdida” (emitida/refletida) por uma
superfície – medida normalmente em um plano horizontal” (GALVANI et al., 2001,
p.139-140).  
É bom entender como as condições climáticas e meteorológicas afetam diretamente o crescimento,
desenvolvimento e a produtividade das planas e animais. Sobre esse tema, o Instituto Nacional de
Meteorologia disponibilizou o livro: Agrometeorologia dos cultivos - o fator meteorológico na produção
agrícola (MONTEIRO, 2009). Nele você poderá entender de que maneira os elementos climáticos
afetam a produção agrícola.   
Essa energia é destinada aos processos biológicos e físicos que ocorrem na
superfície terrestre e pode-se dizer que, geralmente, o balanço de radiação na
superfície terrestre é positivo de dia e negativo durante a noite. O que isso quer
dizer? Entra mais energia radiante de dia, do que durante a noite.
Para conhecer mais sobre o assunto, clique nas setas abaixo. 
VOCÊ QUER LER?
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Dando sequência aos seus estudos sobre a importância dos fatores climáticos
para o ser humano, vamos aprender acerca do efeito estufa e das alterações
climáticas na Terra. Fique atento!
Considerando a atmosfera e a superfície terrestre, o
balanço aparece em condições negativas e positivas,
respectivamente. Entretanto, conforme Ayoade (2007),
considerando o sistema Terra-atmosfera na sua
totalidade, o balanço é positivo nas latitudes entre 30° S
e 40° N, e negativo nos demais. O que isso quer dizer?
Entra mais energia radiante perto da faixa intertropical
do que nos polos. 
Estes padrões nos balanços de radiação irão influenciar
a circulação atmosférica. Vamos entender mais sobre
isso? A circulação atmosférica, de modo geral, é
regulada por desequilíbrios na umidade, na radiação,
na massa entre as altas e baixas latitudes e no
momentum angular da Terra. Considerando os padrões
de radiação já estabelecidos, quanto menor a latitude,
maior o excesso de energia e vice-versa. Esse excedente
de energia presente nas baixas latitudes favorece um
excesso de umidade, sendo transportada para as
latitudes com maior elevação, a fim de suprir sua
carência. 
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2.1.3 Efeito estufa e alterações climáticas globais
Fenômeno natural que possibilita a vida humana, o efeito estufa, está sendo
discutido cada vez mais ao longo dos anos ao ser relacionado com as mudanças
climáticas e, principalmente, com o aquecimento global. Mas antes de falarmos
sobre as mudanças climáticas, precisamos compreender o que é o efeito estufa e
como a presença dos seus gases influência a dinâmica climática da Terra.  
O francês Jean-Baptiste Fourier foi o primeiro cientista a estudar a ação do efeito estufa sobre a Terra.
Jean-Baptiste escreveu um artigo para a Academia de Ciências da França intitulado As temperaturas
do globo terrestre e dos espaços planetários (ALMEIDA, 2016). Conforme Almeida, o artigo de Fourier
estabelecia as relações matemáticas entre os conjuntos de fenômenos naturais, buscando elucidar de
forma geral o aquecimento global.  
Almeida (2016) define o efeito estufa como um processo que ocorre quando parte
da irradiância solar refletida pela superfície terrestre é absorvida por
determinados gases presentes na atmosfera e, em consequência deste processo,
o calor fica retido e não é liberado ao espaço. 
Quando a energia solar chega à Terra promove o aquecimento, entretanto, a
parte refletida para o espaço é bloqueada pelos gases estufa. Dentre os principais
gases responsáveis por aprisionar a saída da radiação para o espaço temos:
metano (CH4), dióxidos de nitrogênio (NO2) e de carbono (CO2) e os três gases
flúor (HFC, PFC, SF6), que associados ao vapor d´água (H2O) dão origem ao
efeito Estufa (ALMEIDA, 2016). 
É importante ressaltar que o gás carbônico, óxido nitroso e metano são definidos
como os principais gases responsáveis pelo efeito estufa. Destacamos que o
poder de influenciar o aquecimento global do óxido nitroso (N2O) é 310 vezes
maior que o CO2. Já a influência do metano (CH4) no mesmo fenômeno é 21
vezes maior do que a do dióxido de carbono (BRASIL, 2018).
VOCÊ O CONHECE?
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No canal NASA Climate Change (2018), você pode ver um vídeo que mostra, de forma rápida, a
evolução temporal do aquecimento global nos últimos 130 anos, de 1880 a 2017. O vídeo usa cores
para demonstrar a evolução da temperatura e fica clara a variação da temperatura no decorrer do
tempo. O vídeo está disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=Z4bSxb5THm4
(https://www.youtube.com/watch?v=Z4bSxb5THm4)>. 
A presença desses gases, no entanto, é responsável por manter a Terra em
condições habitáveis, pois, caso contrário, a temperatura média seria muito
baixa, inferior aos -10°C. Com essa troca de energia realizada entre a atmosfera e
a superfície, ocorre o balanço de energia, que pode sofrer alterações em função
de alguns fatores. Para conhecê-los, clique nos cards abaixo. 
VOCÊ QUER VER?
Fator 1
Alterações na órbita da Terra e/ou do Sol. Além dos fenômenos particulares,
pertencentes a este último. 
Fator 2
Presença de aerossóis e liberação de gases pela ação antrópica, conforme
demonstra a figura a seguir. 
https://www.youtube.com/watch?v=Z4bSxb5THm4
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A figura abaixo apresenta o efeito estufa, a partir da incidência de radiação solar
sob a Terra e sua reflexão para a atmosfera. Perceba que a ação antrópica
influencia o aumento da temperatura ao aprisionar os gases. 
Fator 3
Variações na quantidade de radiação que chega à superfície. 
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Apesar de ser um fenômeno natural, que remonta desde à formação da Terra,
pode-se dizer que o efeito estufa foi intensificado a partir do século XVIII com o
advento da Primeira Revolução Industrial. O principal gás liberado era
principalmente o dióxido de carbono, especialmente em função da mudança da
matriz energética, que passara a ser o carvão mineral, muito utilizado em
atividades de transportes, como por exemplo, a navegação e as ferrovias a vapor.
Figura 4 - Efeito estufa a partir da incidência de radiação solar sob a Terra e sua reflexão para a
atmosfera. A ação antrópica influencia o aumento da temperatura ao aprisionar os gases estufa. Fonte:
Designua, Shutterstock, 2018.
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À medida em que os gases estufa são liberados, eles criam uma espécie de
barreira impedindo a evasão da radiação terrestre para o espaço, impulsionando
as mudanças climáticas e as variações de temperatura.VOCÊ SABIA?
Se considerarmos a temperatura média da Terra constante, ano após ano, haverá uma tendência
de longo prazo, apesar de não haver evidência de variações abruptas de temperatura de um ano
para o outro. Ou seja, o balanço energético prevê que a Terra libere para o espaço a mesma
quantidade de energia que é recebida do Sol, caso contrário, a atmosfera poderá aquecer
imensuravelmente em função da quantidade de calor liberado para o espaço e retido pela
atmosfera. 
A história da Terra é marcada por alterações climáticas constantes e cíclicas, de
modo que a temperatura passava por momentos de aumento significativo e
oscilava com quedas bruscas. Quando a oscilação da temperatura era para
redução da mesma, ocorria o fenômeno chamado glaciação ou eras de gelo,
como são conhecidas. Nas glaciações a temperatura média global cai muito e os
níveis de gelo na superfície aumentam em grandes proporções, saindo dos polos
e indo direção aos polos. De acordo com Grotzinger e Jordan (2013), a
quantidade gelo pode chegar a 30% na superfície terrestre, número bem maior
do que os cerca de 10% da atualidade. 
O Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas (PBMC) disponibilizou o relatório Mudanças Climáticas e
Cidades: Relatório Especial do Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas (RIBEIRO; SANTOS, 2016), que
tem como objetivo fornecer avaliações científicas sobre as mudanças climáticas relevantes para o
Brasil, incluindo os impactos, vulnerabilidades e ações de adaptação e mitigação. Confira o texto no
link: <http://www.pbmc.coppe.ufrj.br/documentos/Relatorio_UM_v10-2017-1.pdf
(http://www.pbmc.coppe.ufrj.br/documentos/Relatorio_UM_v10-2017-1.pdf)>. 
VOCÊ QUER LER?
http://www.pbmc.coppe.ufrj.br/documentos/Relatorio_UM_v10-2017-1.pdf
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Os principais indicativos de mudanças climáticas estão relacionados ao
aquecimento global, que é definido como o aumento da temperatura média
global do ar e dos oceanos, além de envolver o derretimento de gelo nas calotas
polares e o aumento do nível do mar. 
Há duas vertentes que divergem acerca da veracidade do aquecimento global.
Enquanto parte dos cientistas e Painel Intergovernamental sobre Mudanças
Climáticas (IPCC) defende a teoria do aquecimento global, considerando o
humano como principal agente, a outra parte da comunidade científica acredita
que o aquecimento global é um fenômeno cíclico e de ordem natural, tendo o ser
humano como agente fundamental, apenas quando se trata de escalas locais. 
Segundo a segunda teoria, haveria alterações antrópicas do microclima de uma
determinada região, por meio de flutuação dos fenômenos como as inversões
térmicas, chuvas ácidas e ilhas de calor.
Acerca da Rio+20, renomados professores e pesquisadores brasileiros, ativos na comunidade
internacional, escreveram uma carta aberta (SUGUIO et al.) à presidente na época explicando porque
não aprovam a teoria do aquecimento global ligada à ação antrópica. O documento denominado
Carta aberta à presidenta Dilma Rousseff - Mudanças climáticas: hora de se recobrar o bom senso está
disponível no link:
<http://www.icat.ufal.br/laboratorio/clima/data/uploads/pdf/CartaAbertaPresidDilmaFimFinal.pdf
(http://www.icat.ufal.br/laboratorio/clima/data/uploads/pdf/CartaAbertaPresidDilmaFimFinal.pdf)>. 
As inversões térmicas são fenômenos naturais que ocorrem tanto em ambientes
rurais quanto nos urbanos. Todavia a ocorrência desse fenômeno é mais comum
próxima aos grandes centros urbanos e áreas industrializadas. O fenômeno
consiste na impossibilidade de circulação do ar denso (frio) devido a uma
camada do ar menos denso (quente), provocando assim, uma mudança de
temperatura (figura a seguir). 
VOCÊ QUER LER?
http://www.icat.ufal.br/laboratorio/clima/data/uploads/pdf/CartaAbertaPresidDilmaFimFinal.pdf
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Assista ao vídeo abaixo e aprenda mais sobre os fatores que influenciam o
aumento da incidência de doenças respiratórias, a partir das características
climatológicas de grandes centros urbanos. 
As chuvas ácidas ocorrem em função do aumento da acidez das chuvas, que é
causada pela ação humana. Ela traz diversos prejuízos, não só para a sociedade,
mas também para com o meio ambiente. As ilhas de calor, que são o mais
conhecido dos fenômenos locais, ocorrem mais comumente em áreas urbanas,
sendo que sua ocorrência é mais perceptível durante a noite. Causada pela ação
antrópica, as ilhas de calor são definidas pelo aumento de temperatura em áreas
urbanas, com relação ao seu entorno, criando, assim, uma espécie de “ilha
quente” envolta por temperaturas mais amenas.
Para quantificar a ocorrência das variações climáticas, são utilizadas as
chamadas escalas temporais. Estas podem agrupar-se em três grandes grupos:
escala geológica, escala histórica e escala contemporânea e hierarquizada,
como mostra o quadro a seguir: 
Figura 5 - Poluição atmosférica em área urbana: a alta concentração da poluição num nível mais baixo
é agravada pela ocorrência da inversão térmica. Fonte: nEwyyy, Shutterstock, 2018.
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À vista disso, independentemente da escala utilizada para medir as mudanças
climáticas, decerto que sua ocorrência irá trazer prejuízos para a Terra, muitas
vezes irreparáveis a curto prazo, como mostra o quadro a seguir: 
Quadro 1 - A hierarquização das modificações globais do clima de acordo com a sua duração. Além
disso, existem algumas causas prováveis que interferem nessas alterações climáticas. Fonte: Elaborada
pela autora, adaptada de VIANELLO; ALVES, 2012.
Quadro 2 - Principais fenômenos climáticos, sejam eles causados naturalmente ou intensificados pela
ação humana, e suas respectivas consequências. Fonte: Elaborada pela autora, adaptada de VIANELLO;
ALVES, 2012.
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Deste modo, conforme Almeida (2016), do ponto de vista global, as prováveis
causas das mudanças climáticas, consideram as forças naturais e seus
mecanismos de interação entre o sistema terra-atmosfera-oceano, ou ainda, as
ações antrópicas. Apesar de ainda não ser bem definida, sua origem vem sendo
explicada a partir de diferentes perspectivas. A variação pode ser de ordem
natural, causada pelo ser humano (antropogênica) ou, até mesmo, uma soma
das duas. 
VOCÊ SABIA?
Muito se fala sobre as mudanças climáticas e, na maioria das vezes, são citadas apenas as causas
antrópicas. Mas você sabia que elas podem ocorrer de maneira natural? Por exemplo, por causa
da interação com algum fenômeno climático específico ou mesmo uma mudança no arranjo dos
continentes. Dessa maneira, a posição dos mesmos estaria diferente da atual, configurando uma
alteração nas zonas tropicais, temperadas e polares do globo. O Instituto de Pesquisas
Energéticas criou um vídeo que mostra como ocorrem as mudanças climáticas. Vamos assistir? O
vídeo está disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=oOjFJhM2YJM
(https://www.youtube.com/watch?v=oOjFJhM2YJM)>. 
No próximo tópico de estudos, você verá acerca do aquecimento diferencial da
superfície da terra e o efeito sobre os parâmetros atmosféricos. Mantenha-se
concentrado! 
2.2 Aquecimento diferencial da
superfície da terra e o efeito sobre os
parâmetros atmosféricos
Como vimos anteriormente, os raios solares atingem a Terra com diferentes
intensidades devido ao seu eixo de inclinação e aos movimentos do planeta em
torno do Sol. Esse aquecimento diferencial influencia a distribuição da
temperatura nas superfícies continentaise hídricas do globo, além de ser o motor
https://www.youtube.com/watch?v=oOjFJhM2YJM
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das correntes oceânicas. O aquecimento diferencial também interfere na
circulação atmosférica redistribuindo o calor ao redor do globo por meio das
células de convecção. 
A National Geographic fez uma reportagem que aborda as mudanças climáticas que podem ocorrer
até 2100. Conforme elas se intensificam podem criar caos no planeta por meio das cada vez mais
recorrentes ondas de calor, secas e outros efeitos meteorológicos extremos, que podem se tornar
cada vez mais comuns (LEAHY, 2012). Leia a reportagem em:
<https://www.nationalgeographicbrasil.com/2018/11/clima-aquecimento-global-aumento-
queimadas-caos-mudancas-climaticas-seca-calor-estudo
(https://www.nationalgeographicbrasil.com/2018/11/clima-aquecimento-global-aumento-
queimadas-caos-mudancas-climaticas-seca-calor-estudo)>.  
Para que compreender as variações na temperatura do ar é preciso analisar as
diferentes propriedades das diversas superfícies, que refletem e absorvem
energia solar de maneiras diferentes. A exemplo disso, podemos citar a terra e a
água. Isso porque, em condições de temperatura mais elevada, a terra aquece de
maneira mais rápida do que a água e, em contrapartida, resfria mais rapidamente
em condições de temperaturas mais baixas (TORRES; MACHADO, 2008). Por isso a
areia da praia fica quente durante o dia, enquanto a água está fria. Durante a
noite, o cenário se inverte. 
Há vários fatores que contribuem para o aquecimento diferencial da superfície da
água, do solo, bem como do ar, como veremos a seguir: 
VOCÊ QUER LER?
https://www.nationalgeographicbrasil.com/2018/11/clima-aquecimento-global-aumento-queimadas-caos-mudancas-climaticas-seca-calor-estudo
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A posição geográfica também é um desses fatores, que pode ser evidenciado por 
meio da posição de uma feição de relevo e da privação da influência marítima em
função de uma barreira, como uma montanha.    
SO
Figura 6 - Fatores que contribuem para o aquecimento diferencial da superfície da água, do solo e do
ar. Fonte: Elaborado pela autora, 2018.
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Sudeste do Brasil, consideramos a  Serra do Mar como uma barreira orográfica, a qual possui ventos
es que seguem o sentido mar → continente, demonstrando influência maior dos oceanos. A cidade de
s, no Estado do Rio de Janeiro, está localizada a barlavento da Serra e, há predominância de ambiente
do, devido ao efeito da maritimidade. Por sua vez, na cidade de Paty do Alferes, localizada a sotavento,
 dominantes vêm sentido continente → mar, ganhando uma maior influência da continentalidade,
no aumento das amplitudes térmicas sazonais e diurnas. Essa variação térmica ocorre, principalmente,
distância de grandes corpos de água, uma vez que a Terra perde calor muito mais rápido do que a água.
ao realizar um comparativo entre amplitudes térmicas diárias numa região com predomínio de
ade e outra com predomínio de continentalidade, essa variação será muito mais evidente na segunda
Com base no que acabara de ser exposto, vamos entender de que maneira esses
fatores interferem nas oscilações de temperatura do ar e do solo.   
2.2.1 Temperatura do ar: medição; variações diurnas, estacionais
e espaciais; temperatura do solo
Como vimos, anteriormente, os balanços de energia e de radiação deixam um
saldo positivo de radiação na superfície, que posteriormente será destinado a
outros processos. Dentre esses processos podemos ressaltar, conforme Sentelhas
e Angelocci, (2012) três processos físicos associados à temperatura pelo fluxo
convectivo de calor sensível (temperatura do ar) e do fluxo por condução de calor
no solo (temperatura do solo). Ainda em concordância com as autoras, a
temperatura do ar é um dos principais efeitos da radiação solar. Ou seja, o
aquecimento da atmosfera mais próxima à superfície ocorre principalmente em
função do transporte de calor, que se dá pela incidência dos raios solares que
aquecem a superfície. 
Clique nas abas abaixo e conheça mais sobre o tema. 
Alguns fatores são determinantes para o aquecimento
da temperatura do ar e podem ser divididos em:
microclimáticos, macroclimáticos e topoclimáticos. Os
fatores microclimáticos estão relacionados à cobertura
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Continuando nossa análise, cabe ressaltar que as oscilações estacionárias (ou
sazonais) são resultado das variações sazonais no volume de insolação recebida
em qualquer lugar da Terra. Desse modo, as temperaturas são mais elevadas no
verão, devido à maior incidência de radiação e, consequentemente, a insolação
também é maior. Da mesma forma, as temperaturas são mais baixas no inverno,
quando os níveis de insolação são menores. Percebemos, assim, que as
oscilações estacionárias acompanham as mudanças ocorridas durantes as
estações do ano. De acordo com Ayoade (2007), as oscilações sazonais são
maiores nas áreas extratropicais, principalmente no interior dos continentes,
enquanto na faixa equatorial, mais próxima de grandes superfícies hídricas,
ocorre o inverso. Portanto, os fatores de maior influência sobre as oscilações
sazonais são a continentalidade e/ou a maritimidade. 
do terreno; macroclimáticos, relacionados à
maritimidade, continentalidade, massas e frentes de ar
e , altitude e latitude e; os topoclimáticos, ligados ao
relevo.  
As oscilações de temperatura do ar podem diárias,
estacionais e espaciais. Nas oscilações diárias é
apresentado um ciclo de mudanças de temperatura
diário, passando por um máximo, que em condições
normais pode ocorrer cerca de duas horas depois da
culminação do Sol e, por um mínimo que, respeitando
as mesmas condições, ocorre antes do nascer do sol
(VAREJÃO-SILVA, 2006). Ainda assim, a presença de
fenômenos climáticos pode alterar os horários
prováveis de ocorrência das temperaturas extremas. 

 
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Por sua vez, nas variações espaciais a temperatura do ar se altera de acordo com
o lugar e ao longo do tempo. Existem diversos fatores que influenciam a
distribuição da temperatura sobre a Terra. Podemos citar como principais os
classificados como macroclimáticos. Vale ressaltar que as oscilações espaciais
podem variar horizontalmente, se consideramos a maritimidade,
continentalidade, latitude, correntes marítimas e massas de ar, ou verticalmente,
se considerarmos a altitude. 
Quando se trata do solo, a variação do sistema térmico é determinada por meio
do aquecimento da superfície pela radiação solar e por meio do transporte por
condução de calor sensível para seu interior. Desse modo, ao longo do dia a
superfície é aquecida, criando um fluxo de calor que migra para o interior,
aquecendo-o. Entretanto, durante a noite ocorre o resfriamento da superfície,
por inversão dos fluxos, que agora passam a ocorrer do interior do solo para a
superfície. As variações no regime térmico do solo dependem de alguns fatores,
como sua emissividade, seu calor específico e sua condutividade térmica, que
irão se alterar em função das características de cada tipo de solo. Ademais, os
fatores externos (relacionados ao clima) e intrínsecos ao tipo de solo
(propriedades físico-químicas dos solos, vegetação característica, relevo etc.),
podem influenciar diretamente na alteraçãodesse regime.
Os fatores intrínsecos aos solos, como as propriedades físico-químicas, podem
ser uma influência se as relacionarmos às variações de amplitudes térmicas e à
profundidade do solo, sejam elas maiores ou menores. Mas como isso ocorre?
Supondo que tenhamos um solo de textura argilosa, bem desenvolvido
pedologicamente (com todos os horizontes presentes) e com grande
profundidade, este solo irá apresentar uma porosidade menor, ampliando o
contato entre as partículas e facilitando o processo de condução do calor. Neste
caso, o referido solo proporcionará uma menor amplitude térmica diária devido
à eficiência na condutividade do calor. 
Há ainda de se considerar, com relação aos diferentes solos, a cobertura vegetal,
já que este fator implica em intensas variações térmicas diárias nas camadas
mais superficiais. Uma vez que a cobertura vegetal se encontra presente, impede
que ocorre uma incidência direta da radiação sob o solo, interceptando-a. Já o
relevo emerge como um condicionante do terreno a diferentes exposições à
radiação solar direta e, também, ao acúmulo de ar frio durante o inverno. 
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2.3 Balanço de energia
De acordo com Ayoade (2007), o balanço de energia é muito utilizado nos estudos
climatológicos para relacionar o fluxo de radiação líquida à transferência de calor
latente e de calor sensível. Considerado um importante mecanismo de interação
biosfera versus atmosfera, o balanço de energia em superfície se dá a partir das
trocas de calor analisados sob a mesma. Desse modo, há ainda de se considerar a
interação com a hidrosfera, uma vez que a água disponível na superfície irá
influenciar diretamente no balanço energético por meio dos processos de
evaporação e evapotranspiração, como veremos a seguir.  
3.1 Evaporação, evapotranspiração, distribuição espacial e
temporal
A evaporação é o fenômeno pelo qual a umidade, em sua forma sólida ou líquida,
é transformada para a forma gasosa. Todavia, nos estudos climatológicos é
preciso distinguir os conceitos de evaporação e evapotranspiração. Para
conhecer os conceitos apenas mencionados, clique nos cards abaixo. 
Evaporação
Se refere à evaporação da água diretamente das superfícies aquáticas ou do
solo desnudo.  
Evapotranspiração 
Já o termo evapotranspiração é utilizado para descrever a perda de água
das superfícies com presença de vegetação, nos quais a transpiração é
fundamental (AYOADE, 2007).  
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Ainda conforme o autor, para calcular ambas as taxas de uma referida área é
necessário considerar dois principais fatores: a disponibilidade de umidade na
superfície na qual há evaporação e a capacidade da atmosfera de vaporizar a
água, remover e transportar o vapor para cima. Assim, uma vez que haja
umidade disponível nas superfícies de evaporação, os processos de evaporação e
evapotranspiração ocorrerão na sua razão máxima para àquele ambiente. Os
demais fatores climáticos também irão interferir nas taxas de evaporação e
evapotranspiração. No entanto, sua influência sofrerá alterações à medida que
um deles prevalecer sobre o outro, atuando de maneira diferente sobre ambas as
taxas.  
Portanto, diferentemente da precipitação, a evapotranspiração ocorre todo dia e
sua intensidade depende principalmente da demanda atmosférica, que é
relacionada com o aquecimento do ar, e da disponibilidade de água no solo
(AGROSMART, 2018). 
A University Corporation for Atmospheric Research criou um vídeo explicativo que mostra, de maneira
simples, como ocorre a evaporação e a evapotranspiração na Terra. Assista ao video em:
<https://agrosmart.com.br/2018/wp-content/uploads/2016/08/evapotranspiration_text_ipod_lg-
1.m4v?_=1 (https://agrosmart.com.br/2018/wp-
content/uploads/2016/08/evapotranspiration_text_ipod_lg-1.m4v?_=1)>.  
Compreender o mecanismo de funcionamento da perda de água de uma
superfície, seja ela aquosa ou não, é de inestimável valor científico, uma vez que
facilita o dimensionamento da gestão dos recursos hídricos. Para isso, diversos
VOCÊ QUER VER?
https://agrosmart.com.br/2018/wp-content/uploads/2016/08/evapotranspiration_text_ipod_lg-1.m4v?_=1
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profissionais estudam o campo hidrológico a fim de desenvolver melhorias na
área. 
Dantas (2017) cita profissionais como hidrólogos, meteorologistas e geógrafos
entre aqueles que estudam a área. Clique nas abas e confira mais sobre o tema.
É importante ressaltar que a distribuição espacial da perda de água para a
atmosfera está diretamente relacionada aos níveis de precipitação. Ou seja, as
zonas equatoriais, caracterizadas por serem áreas mais quentes, terão sua
evaporação e evapotranspiração mais intensas do que as zonas mais frias.  
Hidrólo
gos 
Os hidrólogos, por exemplo, são responsáveis por estimar a
perda da água a partir dos estudos de canais, reservatórios,
além da quantidade de água que deverá ser adicionada por
irrigação.  
Meteoro
logistas 
Já os meteorologistas detalham de que maneira a liberação de
vapor d’água altera a energia da atmosfera e interfere na
formação das massas de ar.  
 Geógraf
os 
Os geógrafos, por sua vez, procuram conhecer o detalhamento
do processo de evaporação e seu comportamento na atmosfera
para a elaboração de um plano de gestão de água eficiente, que
traga a segurança hídrica para a região. 
2.4 Cálculo do balanço hídrico
O balanço hídrico pode ser definido como “determinação de todos os ganhos e
perdas hídricas que se verificam em um terreno com vegetação, de modo a
estabelecer a quantidade de água disponível às plantas em um dado momento”
(VAREJÃO-SILVA, 2006, p. 430). Assim, ao contabilizar a diferença entre a
precipitação e a água que retorna para a atmosfera têm-se o balanço hídrico.
Este, por sua vez, que nos ajuda a definir os déficits e os excedentes hídricos,
definindo assim as estações secas e úmidas.  
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A quantidade de entrada e saída de fluxos do solo ao longo de toda sua
profundidade são decorrentes da alteração na atmosfera, do escoamento
superficial e da percolação da água por dentro do solo. Dentre eles, temos a
evapotranspiração como agente principal do balanço hídrico. Você sabe por
quê?  
VOCÊ SABIA?
A Agência Nacional de Águas (ANA) disponibiliza em seu site mapas sobre balanço hídrico com
informações sempre recentes, além de monitorar os dados sobre a qualidade e a quantidade de
água que entra e sai de uma região. Todas essas informações são extremamente úteis para
estudos diagnósticos e no auxílio de ações de planejamento e de gestão.  Confira o documento
em: <http://www3.ana.gov.br/portal/ANA/panorama-das-aguas/balanco-hidrico
(http://www3.ana.gov.br/portal/ANA/panorama-das-aguas/balanco-hidrico)>.  
Figura 7 - O Mecanismo de funcionamento do balanço hídrico é de suma importância para a vida.
Fonte: Elaborada pela autora, adaptada de SENTELHAS; ANGELOCCI, 2012.
http://www3.ana.gov.br/portal/ANA/panorama-das-aguas/balanco-hidrico
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No tópico anterior vimos que os conceitos de evaporação e evapotranspiração se
diferenciam. Portanto, uma vez que o último conceito se refere à de perda água
das superfícies com presença de vegetação, onde a transpiração é fundamental,
ele está diretamente ligado à necessidade de água a ser estabelecida paraas
plantas num determinado momento.
De acordo com Marin (2017), o balanço hídrico pode ser classificado de três
maneiras. Para conhecê-las, clique nos itens abaixo.
Balanço Hídrico Normal
Balanço Hídrico Normal (mensal) – análise climatológica.
Balanço Hídrico Sequencial
Balanço Hídrico Sequencial (diário, semanal, decêndio, mensal) –
acompanhamento das condições climatológicas.
Balanço Hídrico de Culturas
Balanço Hídrico de Culturas – monitoramento da irrigação,
zoneamentos, estimativa de produtividade.
Veremos mais sobre o tema a seguir.  
2.4.1 Utilização de so�wares para cálculo do balanço hídrico
Conforme apresentado nesta seção, a técnica do balanço hídrico contempla
diversas áreas de conhecimento e, com os avanços no processamento das
informações, os interessados no assunto têm buscado desenvolver inúmeros
sistemas informatizados para a estimativa da evapotranspiração e do balanço de
água no solo. Entre eles, podemos citar o Cropwat (SMITH, 1992; FAO), BHnorm e
BHseq (ROLIM et al., 1998). Clique nas abas e conhece mais sobre esses sistemas. 
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Na tentativa de avançar em relação aos programas existentes, Francisco et al.
(2015) desenvolveram uma planilha eletrônica que possibilita a escolha de vários
métodos para a estimativa da evapotranspiração com base na disponibilidade de
dados meteorológicos.  
 Cropwat  
BHnorm e BHseq 
O Cropwat é uma ferramenta de apoio à decisão
desenvolvida pela Divisão de Desenvolvimento de
Água e Terra da Food and Agriculture Organization of
the United Nations (FAO). Ele é utilizado para o
cálculo das necessidades de água das culturas e
requisitos de irrigação com base nos dados do
solo, clima e culturas. Como o programa
possibilita o cálculo do esquema de
abastecimento de água para diferentes padrões de
plantio e também o desenvolvimento de
cronogramas de irrigação para diferentes
condições de manejo, o mesmo pode ser usado
para avaliar as práticas de irrigação dos
agricultores e para estimar o desempenho das
culturas sob condições de sequeiro e irrigadas. 
Já em Rolim et al. (1998), são apresentadas
planilhas para cálculo mensal ou decendial dos
atributos BHnorm e BHseq. As planilhas utilizam o
Método de Thornthwaite, que se baseia na
temperatura média mensal e na duração efetiva do
dia (THORNTHWAITE, 1948). O primeiro atributo é
considerado para o planejamento agrícola e
caracterização climática de uma região, servindo
de subsídio de tomada de decisão para definir
melhor a época e o tipo de manejo para a
exploração agrícola. Já o segundo é muito
utilizado para definição de tomadas de decisões
agrícolas, tais como plantio, irrigação, colheita,
entre outros. 
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Nascido em Michigan, no ano de 1899, o americano Charles Warren Thornthwaite foi um dos
pioneiros estudiosos do clima. Seus estudos o induziram à criação da primeira classificação climática,
o método Thornthwaite. Neste método os fatores importantes para a caracterização climáticas de
uma região foram ampliados com a inclusão do balanço hídrico. (ENCYCLOPEDIA, 2018).  
Uma abordagem similar a essa apresentada é a de D'angiolella et al. (2018), na
qual foram elaboradas cinco planilhas para os cálculos de Balanço Hídrico
Climatológico, porém utilizando somente a metodologia preconizada por
Thornthwaite e Mather (1955). Cada uma das planilhas apresentam uma
metodologia para estimativa da evapotranspiração potencial ( ETP). 
Com base no que acaba de ser exposto, percebe-se que há uma gama de
programas buscando calcular o balanço hídrico. Conhecer a forma como estes
programas se diferenciam possibilita a sua utilização em uma ampla variedade
de condições climáticas.
2.4.2 Balanço hídrico climatológico de Thornthwaite
Para calcular o balanço hídrico podemos escolher entre diversos tipos de
so�wares, de acordo com sua peculiaridade e objetivo principal. Para esses
programas, há diferentes modelos utilizados e o mais conhecido é o proposto por
Thornthwaite, em 1948, atualizado por Mather, em 1955. O modelo é
denominado Balanço Hídrico de Thornthwaite e Mather, 1955. Ometto (1981)
destaca que a principal função deste balanço hídrico é servir como alicerce para
uma classificação climática.
Para ampliar seus conhecimentos sobre o assunto, clique nas abas abaixo.
VOCÊ O CONHECE?
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Modelo
propost
o por
Thornth
waite 
Camargo e Camargo (2016) citam que o trabalho produzido por
Thornthwaite e Wilm (1944), no qual foram introduzidos os
conceitos de evapotranspiração potencial (ETP) e real, serviu
como base para o modelo proposto por Thornthwaite (1948).
Ainda de acordo com os referidos autores, na pesquisa de
Thornthwaite inicialmente foram considerados dados sobre a
chuva e o escoamento em bacias hidrográficas de várias partes
dos Estados Unidos e, assim, foi apresentada uma primeira
fórmula para determinação da evapotranspiração potencial.
Esta fórmula envolvia o comprimento do dia, a temperatura
média diária e também a umidade relativa do ar.  
Aprimor
amento
da
equação 
Num processo de aprimoramento da equação, o termo
umidade relativa foi suprimido, permanecendo apenas
comprimento do dia e temperatura média do ar. Desta forma,
conforme demonstram Camargo e Camargo (2016),
Thornthwaite realizou diversos balanços hídricos climáticos de
diferentes locais do planeta e comparou os excedentes hídricos
obtidos com dados de escoamento de bacias hidrológicas
próximas, constatando a eficácia de sua equação. Esse trabalho
pode ser visto em Thornthwaite e Wilm (1944).  
Evapotr
anspiraç
ão
Potenci
al 
Para melhor avaliação do modelo proposto, Thornthwaite
(1948) comparou os dados dos excedentes hídricos estimados
pelo balanço hídrico de diferentes localidades com dados
correspondentes ao consumo de água em irrigação (CAMARGO;
CAMARGO, 2016). Esta obra afirma que um sistema bioclimático
se baseia no cálculo da Evapotranspiração Potencial (ETP), a
qual Torres e Machado (2008, p. 141) definem como a
“quantidade de água que seria perdida pelo solo por
evaporação e por transpiração, se este tivesse um fornecimento
contínuo e ilimitado de água”.  
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A classificação de Thornthwaite prevê que o clima de cada local é descrito por
uma sigla composta por quatro símbolos, definidos em função dos índices
citados, como mostra a figura abaixo: 
Método
principa
l
Como um aprimoramento do estudo desenvolvido em 1948,
Thornthwaite e Mather (1955) utilizaram os dados de
evapotranspiração no desenvolvimento e na checagem de sua
equação, desenvolvendo assim um dos principais métodos
utilizados para o cálculo do balanço hídrico. 
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O primeiro símbolo é obtido pelo Índice Hídrico e serve de base para a divisão do
globo em Tipos Climáticos (figura acima, A); o segundo símbolo é encontrado
com relação aos Índices de Aridez ou de Umidade, estabelecendo-se os tipos
climáticos indicativos do regime estacional da umidade (figura acima, B); o
terceiro símbolo é encontrado por meio da ETP e constitui uma aproximação com
relação à eficiência térmica, definindo, assim, os tipos climáticos indicativos de
Figura 8 - Elaborada pela autora, adaptada de SENTELHAS; ANGELOCCI, 2012. Fonte: Elaborada pela
autora, baseada em THORNTHWAITE; HARE, 1955.
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tal eficiência (figura acima, C); por fim, o quarto símbolo da classificação
climática de Thornthwaite é obtido por meio do cálculo da concentração estival
da eficiência térmica (figura acima, D) (TORRES; MACHADO, 2005).
De acordo com Mesquita (2005), a comparação entre a ETP e a precipitação
propicia uma maior facilidade na percepção dos déficts ou excedentes de água no
solo, por isso, pode caracterizar a aridez de uma região. Para Torres e Machado
(2005), à medida em que a ETP diminui com relação à precipitação, o solo tende
a ficar mais encharcado, deixando o excedente disponível para o uso das plantas.
Desse modo, como pudemos ver na figura acima, que demonstra a simbologia do
modelo de Thornthwaite, o mesmo surge como um importante aliado para a
classificação climática, uma vez que seus atributos e simbologia são simples,
facilitando o acesso e a leitura de todos.
Síntese
Concluímos agora o segundo capítulo relativo à Climatologia e Meteorologia.
Agora você já compreende a diferença conceitual entre radiação solar e
fotoperíodo, bem como os balanços de energia e fenômenos climáticos.
Também foi importante fazer a correlação entre clima e tempo e distinguir os
atributos climáticos mais importantes para a ciência. 
Neste capítulo, você teve a oportunidade de:
compreender como a radiação incidente influência no fotoperíodo e de que
maneira ela pode ser benéfica ou não para os seres vivos;
aprender sobre as relações fundamentais entre a radiação solar e o
balanço de energia, buscando compreender as possíveis associações entre
a saúde humana, o equilíbrio do meio ambiente e as variações climáticas;
aprender sobre o efeito estufa e sua relação com as mudanças climáticas;
conhecer a escala temporal de mudanças climáticas, relacionando-a aos
principais eventos ocorridos no planeta; 
diferenciar evaporação de evapotranspiração e entender que ambas são
fundamentais para o balanço hídrico da Terra; 
descobrir os principais métodos para calcular o balanço hídrico.
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