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CLIMATOLOGIA AULA 3 Profª Karen Bueno 2 CONVERSA INICIAL Compreender como e onde ocorrem os fenômenos meteorológicos é de suma importância na Climatologia. Estudos detalhados desses fenômenos contribuem para o aprimoramento da previsão do tempo e para o desenvolvimento de métodos que abrangem diversas escalas temporais, como sazonais e anuais. Portanto, é necessário saber como ocorre, de maneira geral, a circulação do ar na atmosfera, para, posteriormente, compreender os ciclones e anticiclones, as massas de ar e as frentes frias e quentes. O objetivo geral desta aula é apresentar as características da circulação atmosférica por meio da espacialização e análise dos centros de ação, das massas de ar e de frentes frias. Para isso, vamos entender como se dá a circulação da atmosfera; a relação entre a dinâmica da atmosfera e os centros de ação; as características, consequências, formação e deslocamento das massas de ar; as frentes quentes e frias; e as massas de ar que atuam na América do Sul. TEMA 1 – CIRCULAÇÃO GERAL DA ATMOSFERA A circulação geral da atmosfera consiste na movimentação do ar, condicionada pelas variações de temperatura e pressão atmosférica. Portanto, o ar em movimento corresponde à circulação atmosférica, e, juntamente com o movimento da água, resulta nas correntes marítimas (Mendonça; Danni-Oliveira, 2007). É pertinente destacar que a Terra não recebe a mesma quantidade de radiação solar em toda sua superfície. Ao pensarmos nas diferentes estações do ano, condicionadas pelo movimento de translação, pode-se comprovar a afirmação anterior. Outro fator que interfere na quantidade de radiação recebida pela superfície é a latitude, tendo em vista que o globo pode ser dividido em diferentes zonas climáticas, já comentadas na aula anterior, mas que iremos retomar nesta aula. Segundo Mendonça e Danni-Oliveira (2007), a Terra pode ser dividida em paralelos, conforme a quantidade de energia que cada um deles recebe. Por meio dessa divisão, são estabelecidas as zonas climáticas da Terra (figura 1), que são: • Zona tropical; 3 • Zonas temperadas; • Zonas polares. Figura 1 – Zonas climáticas da Terra Fonte: Atlas Geográfico Escolar, 2012. Crédito: João Miguel A. Moreira. • Zonas polares: compreende a zona polar antártica e a zona polar ártica, as quais estão localizadas nas altas latitudes do nosso planeta, fazendo com que a radiação solar que chega à superfície se disperse, devido à curvatura acentuada da terra nessas latitudes. Assim, a quantidade de radiação solar recebida é mínima, e as temperaturas, como consequência, são muito baixas. Ademais, nessas regiões se formam as massas de ar polares; • Zonas temperadas: compreende a zona temperada do hemisfério sul, localizada entre o círculo polar antártico e o trópico de capricórnio; e a zona temperada do hemisfério norte, localizada entre o círculo polar ártico e o trópico de câncer. De maneira geral, nessas zonas a radiação solar varia durante o ano, possibilitando as quatros estações bem definidas; • Zona tropical ou equatorial: nesta zona, a curvatura da Terra é menos acentuada. Por conta disso, os raios solares incidem de maneira mais direta na superfície, fazendo também com que a radiação solar varie pouco ao longo do ano, caracterizando temperaturas elevadas durante o ano todo. É nessa latitude que ocorrem as zonas de convergência, os ventos alísios e as baixas pressões. Basicamente, é essa zona que 4 recebe maior radiação solar durante o ano todo, e a perda dessa radiação para o espaço é inferior em relação à recebida. Assim, pode-se afirmar que existe a transferência de energia entre as diferentes zonas climáticas da Terra, onde a movimentação do ar e das correntes marítimas faz com que ocorra a transferência de calor da zona equatorial (baixa latitude) para as zonas temperadas e polares (latitudes elevadas). A dinâmica atmosférica é condicionada pelos centros de ação (que podem ser de baixa ou alta pressão), bem como pela maritimidade, continentalidade e relevo, elementos do clima discutidos na aula anterior. Ademais, é por meio da cartografia, especificamente pelas linhas de pressão denominadas isóbaras, que os centros de ação são representados. 1.1 Circulação atmosférica global Por meio da divisão da Terra em zonas climáticas, pesquisadores identificaram diferenças na movimentação do ar, que estão relacionadas a três tipos de movimentos: ascendência, subsidência e advecção. É justamente por meio desses movimentos que são geradas células de circulação do ar, como a célula de Hadley, a célula de Ferrel e a célula de Walker. 5 Figura 2 – Circulação global da atmosfera Crédito: Designua/Shutterstock. A célula de Hadley recebe este nome por ter sido descoberta por Hadley em 1735. Ela está localizada em baixas latitudes, ou seja, na Zona Tropical, que é mais aquecida por receber radiação solar durante o ano todo. De maneira geral, o movimento do ar se dá por ascensão bem próximo ao Equador, e, por subsidência, a partir de aproximadamente 20º a 30º graus de latitude, resultando nos chamados ventos alísios. Conhecida como célula de Ferrel, descoberta por Ferrel em 1856, esta célula converge com a célula de Hadley na latitude de 30º graus, em que há o encontro de ar frio em altitudes elevadas, resultando na subsidência do ar. Vale destacar que as correntes de ar frio potencializam a atuação dessas duas células. No entanto, a subsidência do ar gera convergência, ou seja, cria dois 6 ramos. Um deles vai em direção ao Equador e outro em direção aos polos. O ciclo é reiniciado com a ascensão do ar nas regiões polares. A célula de Walker foi descoberta por Sir Gilbert Walker, entre os anos de 1922-1923. Diferentemente das duas outras células citadas acima, as quais ocorrem no sentido norte-sul, a célula de Walker ocorre no sentido leste-oeste, especificamente no Oceano Pacífico. Basicamente, as correntes marítimas influenciam na movimentação do ar superficial, fazendo com que o ar sofra subsidência na costa leste da América do Sul, devido a correntes frias que ali atuam; e ascensão na costa da Austrália, onde atuam correntes quentes e a baixa pressão da Indonésia, resultando na formação de nuvens e precipitação. Por fim, o movimento do ar finaliza seu ciclo por meio da ascensão do ar frio na Indonésia, que percorre o sentido oeste-leste, sofrendo subsidência na costa da América do Sul. TEMA 2 – A DINÂMICA DA ATMOSFERA E OS CENTROS DE AÇÃO Para determinar o clima de um local, é preciso compreender a circulação geral da atmosférica, assim como elementos do clima: maritimidade, continentalidade, altitude, latitude e longitude; e aspectos físicos da paisagem que devem ser analisados considerando também os centros de ação. Portanto, a dinâmica da atmosfera apresenta relação direta com os centros de ação. Mas o que são esses centros de ação? De acordo com Mendonça e Danni-Oliveira (2007), os centros de ação são zonas de alta ou baixa pressão atmosférica, que desencadeiam os movimentos da atmosfera e possuem variação temporal no seu deslocamento, tendo em vista que dependem da quantidade de radiação solar. Os centros de ação podem ser divididos em: positivos (anticiclones) e negativos (ciclones). Tendo em vista esses pressupostos, é pertinente destacar que a movimentação do ar se dá das zonas de alta pressão para as zonas de baixa pressão. 2.1 Anticiclones Os anticiclones são caracterizados por apresentar pressão atmosférica maior que seu entorno. Assim, o ar frio sofre subsidência, tendo em vista que é 7 mais denso, resultando na divergência do ar. Observe a figura 3, que ilustra a movimentação em anticiclones e ciclones. Quando determinado local da superfície terrestre estásob a influência de um anticiclone, o tempo fica estável, pois a divergência do ar faz com que a umidade seja direcionada para locais onde estão atuando centros de ação negativos, ou seja, ciclones. Os cinco principais anticiclones globais são denominados: anticiclone de Santa Helena, anticiclone da Ilha de Páscoa, anticiclone Mascarenhas (Hemisfério Sul), anticiclone dos Açores e da Califórnia (Hemisfério Norte). Figura 3 – Movimento do ar em anticiclones e ciclones Crédito: Designua/Shutterstock. 2.2 Ciclones Os ciclones atuam em áreas de baixa pressão atmosférica, onde o ar quente sofre ascensão, por ser mais leve. Tais características condicionam a formação de nuvem e precipitações, que podem ser intensas quando a ascensão do ar ocorre de maneira mais rápida. De acordo com Mendonça e Danni-Oliveira (2007), os ciclones estão relacionados a ventos e chuvas, sendo considerados como tempestades, devido à velocidade dos ventos e os impactos 8 socioeconômicos que podem causar. Observe novamente a figura 3 para compreender a dinâmica dos ciclones e compreender a diferença entre os centros de ação positivos e negativos. Existe uma classificação para os ciclones, que podem ser do tipo A, B e C. Os ciclones do tipo A estão relacionados a correntes de baixa intensidade e de alta pressão atmosférica. Os ciclones do tipo B se desenvolvem em áreas em que ocorre a advecção do ar quente, associada a uma frente fria. Já os ciclones do tipo C estão diretamente relacionados ao efeito orográfico. Ademais, os ciclones podem ser tropicais, por atuarem entre os trópicos; ou extratropicais, formados em altas latitudes. Os centros de ação negativos que atuam na América do Sul são denominados Depressão do Chaco e Depressão dos 60º graus de latitude sul. A Depressão do Chaco está localizada entre o Paraguai e a Argentina, já a Depressão dos 60° graus de latitude está localizada próxima da Península da Antártida. 2.3 A força de Coriolis A força de coriolis faz com que a movimentação dos centros de ação seja oposta nos hemisférios. No Hemisfério Sul, o movimento do ciclone é em sentido horário, e o movimento do anticiclone ocorre em sentido anti-horário. Já no Hemisfério Norte, o movimento do anticiclone é no sentido horário, e o do ciclone é anti-horário. Além disso, de acordo com Mendonça e Danni-Oliveira (2007), as massas de ar e os ciclones atuam de maneira mais intensa no Hemisfério Norte. TEMA 3 – AS MASSAS DE AR Segundo o INMET (2021), as massas de ar podem ser definidas como grandes porções de ar que apresentam condições de temperatura e umidade homogêneas. É importante lembrar que essas características de temperatura e umidade são provenientes do seu local de origem, no entanto, ao se deslocar por extensas áreas da Terra, as massas de ar podem ser influenciadas pelas características dos ambientes que percorrem. 9 Com relação a sua origem, as massas de ar podem se formar nos oceanos, mares e planícies continentais. Portanto, demandam superfícies extensas, planas e com baixa altitude (Mendonça; Danni-Oliveira, 2007). Com relação à classificação, as massas de ar podem ser classificadas como: • Primárias: aquelas que não se alteram com seu deslocamento e interação com a superfície; • Secundárias: aquelas que se alteram com o deslocamento e interação com a superfície. Dessa forma, as massas de ar podem alterar suas características de temperatura e umidade conforme interagem com as características do ambiente que percorrem, como já citado. Tendo em vista que as características de cada massa de ar estão relacionadas com o local onde se formam, de maneira geral, as formadas na superfície continental são secas e as formadas na superfície oceânica são mais úmidas. Além disso, as massas de ar Tropicais e Equatoriais que se formam em baixas latitudes se caracterizam por temperaturas quentes, sendo representadas pelas siglas cT (continental tropical), mT (marítima tropical) e a mE (marítima equatorial). Já as massas de ar frias são formadas nas latitudes elevadas, representadas pelas siglas cP (continental polar), cA (continental ártica ou antártica) e mP (marítima polar). A figura 4 apresenta as diversas massas de ar atuantes em diferentes locais da Terra. Observe as siglas da imagem, que representam as massas de ar acima citadas, além das cores, em que o vermelho representa massas de ar quente e o azul representa massas de ar frio. 10 Figura 4 – Massas de ar na Terra Crédito: João Miguel A. Moreira. TEMA 4 – AS FRENTES As frentes podem ser definidas como faixas de nuvens que se formam com o encontro de duas massas de ar diferentes. Entre suas características principais, pode-se destacar que variam entre frias e quentes e estão associadas à formação de chuvas. De acordo com o INMET (2021), são cinco os tipos de frente: frente fria, frente quente, frente estacionária ou semiestacionária, frente oclusa e frente polar. A seguir, serão descritas brevemente cada uma dessas frentes. Você deve ouvir frequentemente na previsão do tempo sobre a chegada de uma frente fria, seja no verão ou no inverno, não é mesmo? Uma frente fria é caracterizada por uma zona de transição entre uma massa de ar quente e uma massa de ar frio, que faz com que ocorra precipitação, queda de temperatura e mudança na direção do vento. As frentes frias atuam o ano todo no Sul e Sudeste do Brasil. Já as frentes quentes caracterizam-se por uma zona de transição entre uma massa de ar quente e úmida e uma massa de ar fria e seca, fazendo com que haja aumento da temperatura e umidade. A figura 5 apresenta o movimento do ar em frentes frias e quentes. 11 Figura 5 – Movimento do ar em frentes frias e quentes Crédito: Designua/Shutterstock. De acordo com o INMET (2021), uma frente estacionária é caracterizada pelo equilíbrio entre uma massa de ar quente e uma massa de ar frio, resultando em um baixo deslocamento, como seu próprio nome diz. Já as frentes oclusas 12 resultam do encontro de uma frente fria e outra quente, que recebem a contribuição de três massas de ar com temperaturas distintas. O processo de dissipação dessa frente é denominado frontólise (Mendonça; Danni-Oliveira, 2007). Por fim, as frentes polares resultam do encontro de uma massa de ar tropical e uma massa de ar polar e se deslocam em direção ao Equador durante o inverno, condicionando baixas temperaturas. TEMA 5 – AS MASSAS DE AR ATUANTES NA AMÉRICA DO SUL Para entender como ocorre a dinâmica das massas de ar na América do Sul, deve-se ter em mente que, devido à grande extensão territorial, são diversos sistemas atmosféricos atuando pelo continente, pois abrangem as zonas polares, tropicais e equatoriais. Esse item será descrito com base em Mendonça e Danni-Oliveira (2007). As massas de ar que atuam na América do Sul são: massa equatorial continental (mEc), massa equatorial atlântica (mEa), massa tropical continental (mTc), massa de ar tropical pacífica (mTp), massa tropical atlântica (mTa) e massa polar atlântica (mPa). Na zona polar, especificamente próximo a Patagônia, atua a massa de ar polar, condicionando diminuição da temperatura e umidade. Com o deslocamento da massa de ar polar em direção ao trópico de Capricórnio e Cordilheira dos Andes e a sua interação com a superfície, segundo Mendonça e Danni-Oliveira (2007), ela se torna massa de ar polar do Pacífico. Quando a massa de ar polar interage e é influenciada pelo oceano Atlântico, torna-se massa de ar polar atlântica. Essas massas de ar são responsáveis por chuvas e quedas de temperatura que podem atingir até o Norte e Nordeste brasileiro. Na região do Trópico de Capricórnio, atuam as massas de ar Tropical Atlântica (MTA) e Tropical Pacífica (MTP). A primeira forma-se em zonas de altas pressão no Atlântico, resultando em alta temperaturae umidade, apresentando papel relevante no clima do Brasil. A segunda resulta no aumento da precipitação no oceano Pacífico, devido à barreira que a Cordilheira dos Andes forma. Já a Massa de Ar Tropical Continental se forma na Depressão do Chaco, na porção central do continente, caracterizando-se pela umidade baixa e temperaturas elevadas. 13 Por fim, na zona equatorial da América do Sul atuam três massas, que são: a Massa de Ar Equatorial Continental (MEC), Massa de Ar Equatorial Norte (MEAN) e Massa de Ar Equatorial Sul (MEAS). A MEC se caracteriza por ser quente e úmida, diferente de grande parte das massas continentais (que normalmente são secas), pois se forma em uma superfície na planície amazônica, que é uma superfície continental úmida, por conta dos rios volumosos, vegetação de grande porte e densa, com elevada evapotranspiração. A MEAN e MEAS têm como característica elevada umidade e são formadas nos anticiclones do Atlântico, tendo seu deslocamento condicionado pelas diferenças de pressão entre o continente e o oceano. 5.1 As massas de ar atuantes no Brasil Ao tratar das massas de ar na América do Sul, é pertinente destacar as que atuam especificamente no Brasil, que é um país com grande extensão territorial e que abrange diferentes zonas climáticas, apresentando diferentes climas. As massas de ar atuantes no Brasil são: Massa de Ar Equatorial Atlântica (MEA), Massa de Ar Equatorial Continental (MEC), Massa de Ar Tropical Atlântica (MTA), Massa de Ar Tropical Continental (MTC) e Massa de Ar Polar Atlântica (MPA). Essas massas de ar atuam de maneira distinta durante o verão e inverno (figura 6). No verão, as massas de ar quentes e úmidas atuam de maneira mais intensa no país, resultando em temperaturas elevadas e precipitações em grande parte do território. Perceba que a Massa de Ar Polar Atlântica só atua no inverno, condicionando os invernos frios na região Sul do país, de maneira secundária na região Sudeste, causando quedas de temperatura até na região Norte. 14 Figura 6 – Massas de ar atuantes no Brasil durante o verão e o inverno Crédito: João Miguel A. Moreira. Portanto, a grande diversidade de climas existentes na América do Sul pode ser justificada pelos diferentes sistemas atmosféricos e massas de ar atuando em sua grande extensão territorial. Inclusive, sendo o Brasil um país de dimensões continentais, também apresenta uma grande diversidade de climas, os quais serão abordados nas próximas aulas. NA PRÁTICA Pesquise quais são as massas de ar e tipo de frentes mais atuantes na cidade onde você mora. Em seguida, aprofunde sua pesquisa identificando dois eventos climáticos impactantes, apontando as massas de ar e centros de ação envolvidos no processo. Esta atividade prática tem como objetivo alinhar o conhecimento teórico apresentado na aula com a compreensão da sua realidade local. Inclusive, é pertinente estender a interpretação para a interferência de tais massas de ar e frentes para as atividades econômicas locais e para o modo de vida das pessoas, visando sempre compreender a relação entre sociedade e natureza. FINALIZANDO Nesta aula, foi apresentada a dinâmica da atmosfera e suas particularidades, bem como o seu papel na climatologia. Na sequência, foram 15 abordados os centros de ação, positivos e negativos, caracterizados pelos anticiclones e ciclones, respectivamente. É pertinente destacar que as características de cada local na superfície terrestre influenciam na intensidade da atuação dos centros de ação. Vimos, também, as características das diferentes massas de ar e frentes, bem como sua formação, as quais influenciam na temperatura e umidade local. Por fim, identificamos e caracterizamos as massas de ar que atuam na América do Sul, com o objetivo de ressaltar as diversidades dos tipos climáticos que atuam no continente, inclusive no Brasil. 16 REFERÊNCIAS INMET. Instituto Nacional de Meteorologia. 2021. Disponível em: <http://www.inmet.gov.br/portal/>. Acesso em: 6 out. 2021. MENDONÇA, F.; DANNI-OLIVEIRA, I. M. Climatologia: noções básicas e climas do Brasil. São Paulo: Oficina de Textos, 2007. MONTEIRO, C. A. F. O estudo geográfico do clima. Cadernos geográficos, Florianópolis, n. 1., p. 1-73, 1999.