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3/9/2015 1 CLIMATOLOGIA E METEOROLOGIA Noções de Classificação Climática UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL Prof. ALBERT WELZEL Base para as classificações de zonas climáticas 3/9/2015 2 • Zona Polar Ártica • Zona Temperada Norte • Zona Subtropical Norte • Zona Tropical Norte • Zona Equatorial • Zona Tropical Sul • Zona Subtropical Sul • Zona Temperada Sul • Zona Polar Antártica Base para classificação de zonas climáticas Método analítico ou estático: quantitativo � valores médios � combinação dos elementos do clima: • abstração da realidade � abuso das médias para a caracterização climática • caráter estático � não considera a evolução dos fenômenos climáticos Modelos de classificação climática 3/9/2015 3 Clima:Clima: termo grego para declinação do sol, que depende apenas da latitude →→→→ conhecimento de gregos e egípcios � Dada a grande diversidade dos climas algumas características são selecionadas para sistematizar e classificar os vários tipos, de modo a simplificar, organizar e generalizar as condições dominantes em cada lugar � Classificação: arranjo simplificado e eficiente das informações para um dado propósito � temperatura e a precipitação: elementos mais usados Climas no globo Classificações climáticas - desde os gregos � 25 DC: Pomponius Mela formalizou um sistema de zonas climáticas: tórrida, temperada e frígida � 1806: de Martonne: proposta de estudo regional do clima com base em temperatura e precipitação � 1817: Humboldt plotou a temperatura média anual em um mapa � 1883: Julius Hann: “Handbuch der Klimatologie” � 1884-1940: Koeppen – a mais popular; classificação hierárquica de acordo com as necessidades hídricas e de temperatura dos vegetais. Faz uso de uma base numérica de classificação a partir da temperatura ou precipitação média mensal e anual; limite das zonas definidos pelos padrões de vegetação. � 1928: Bergeron - tipologia genética, categorizando o local de acordo com a freqüência do domínio das massas de ar � 1931: Müller – tipologia muito próxima de Koeppen 3/9/2015 4 � 1931: Thornthwaite - classificação hierárquica de acordo com as condições de umidade do solo (chuva, temperatura e evapotranspiração); 1948: introduz o conceito de evapotranspiração potencial e balanço de hídrico � 1950: Flohn - tipologia baseada na circulação global de ventos, sem referência direta à temperatura, com pontos comum com Köppen � 1951: Strahler: divisão genética com base na origem, dinâmica e domínio dos sistemas atmosféricos, com definição de grupos e tipos � 1956: Budyko base no balanço de energia (muito generalizado até por falta de dados) � 1961: Peguy - organização do meio climático com dados mensais de temperatura e precipitação � 1961: Terjung estabelece uma classificação para os EUA com base em índice de conforto térmico e informações de vento; em 1968, classificação com base na energia solar recebida, aprimorada em colaboração com Loui em 1972, incorporando também umidade � Classificações climáticas para o Brasil ִ 1889, 1927: Henrique Morize ִ 1916, 1926: Delgado de Carvalho ִ 1945: Serebrenick ִ 3 tipos: equatorial - N isoterma de 250; subtropical – isotermas entre 250 e 180 e temperado < 180 ִ Lysia Bernardes (1951): base na então nova divisão territorial do país, adotada pelo IBGE ִ Serra (1960): mapas detalhados com classificação de Koeppen ִ Schmidt (1942) – classificação para a planície amazônica ִ Setzer (1946): classificação para São Paulo, com base no índice de umidade ִ Paes de Camargo (1971): aplicação da classificação de Thornthwaite para o estado de São Paulo ִ Monteiro (anos 70): classificação partindo dos tipos de tempo (análise rítmica) – São Paulo e outros estados da nação 3/9/2015 5 � das 5 grandes zonas definidas por Köppen, 4 tem por base a temperatura (A,C, D e E); a outra (B), a precipitação � cada zona é dividida em tipos, de acordo com as relações entre temperatura e precipitação � classificação de Köppen: tem sido refinada, por exemplo: Trewartha acrescenta uma sexta zona (H-clima de altitude) � zona A: ocupa quase toda a extensão do planeta entre 15-200 N e S. Principal característica: ausência de frio, sendo altamente modulada pela latitude. Permanentemente úmida, com grande convecção. Os tipos advêm das diferenças na distribuição da chuva � zona B: recobre 30% do globo (+ do que qualquer outro). Grande grau de previsibilidade. Ocorre nas latitudes subtropicais, onde há grande subsidência dinâmica (AP) estabilidade, que inibe a convecção (não necessariamente ausência de umidade). Ásia: distância de corpos hídricos ou barreiras orográficas � zona C: latitude médias (30-600) - área de maior variabilidade atmosférica (conflito entre fluxos de Leste e oeste), com verões e invernos bem marcados. Precipitação bem variável nos totais e na distribuição temporal � zona D: apenas no HN; no HS: pouca superfície nessas latitudes. Principal característica: grande flutuação anual da temperatura (pois ocorre em extensas áreas continentais), com estações bem marcadas. Precipitações concentradas no verão, sem inverno muito seco. � zona E: sem grande variação temporal, sempre frio e seco temperatura baixa: pouco vapor d’água � zona H (contribuição de Trewartha): clima de altitude influencia todos os elementos do clima. É registrado em áreas de altitude elevada (montanhas, planaltos), com grande variação geográfica, que constitui a característica mais marcante. Nessas áreas: latitude torna-se um controle de menor importância 3/9/2015 6 Classificação climática de Köppen: 3/9/2015 7 3/9/2015 8 3/9/2015 9 Classificação climática de Köppen: Estrutura geral da classificação A classificação climática de Köppen-Geiger divide os climas em 5 grandes grupos ("A", "B", "C", "D", "E") e diversos tipos e subtipos. Cada clima é representado por um conjunto variável de letras (com 2 ou 3 caracteres) com a seguinte significação: • Primeira letra: — uma maiúscula ("A", "B", "C", "D", "E") que denota a característica geral do clima de uma região, constituindo o indicador do grupo climático (em grandes linhas, os climas mundiais escalonam-se de "A" a "E", indo do equador aos pólos) • Segunda letra: — uma minúscula, que estabelece o tipo de clima dentro do grupo, e denota as particularidades do regime pluviométrico, isto é a quantidade e distribuição da precipitação (apenas utilizada caso a primeira letra seja "A", "C" ou "D"). Nos grupos cuja primeira letra seja "B" ou "E", a segunda letra é também uma maiúscula, denotando a quantidade da precipitação total anual (no caso "B") ou a temperatura média anual do ar (no caso "E") • Terceira letra: — minúscula, denotando a temperatura média mensal do ar dos meses mais quentes (nos casos em que a primeira letra seja "C" ou "D") ou a temperatura média anual do ar (no caso da primeira letra ser "B") 3/9/2015 10 Resumo global sinótico das classificações Primeira letra – Indicador de grupo 3/9/2015 11 Segunda letra – Indicador de tipo Terceira letra – Indicador de subtipo 3/9/2015 12 Tipos e subtipos climáticos Da combinação da primeira e segunda letras dos código acima descritos obtém-se os seguintes tipos climáticos: * A : Clima tropical — climas megatérmicos das regiões tropicais e subtropicais o Af : clima tropical úmido ou clima equatorial o Am : clima de monção o Aw : clima tropical com estação seca de Inverno o As : clima tropical com estação seca de Verão * B : Clima árido — climas das regiões áridas e dos desertos das regiões subtropicais e de média latitude. o BS : clima das estepes + BSh : clima das estepes quentes de baixa latitude e altitude + BSk : clima das estepes frias de média latitude e grande altitudeo BW : clima desértico + BWh : clima das regiões desérticas quentes de baixa latitude e altitude + BWk : clima das regiões desérticas frias das latitudes médias ou de grande altitude * C : Clima oceânico — climas das regiões oceânicas e marítimas e das regiões costeiras ocidentais dos continentes o Cf : clima temperado úmido sem estação seca + Cfa : clima temperado úmido com Verão quente + Cfb : clima temperado úmido com Verão temperado + Cfc : clima temperado úmido com Verão curto e fresco o Cw : clima temperado úmido com Inverno seco + Cwa : clima temperado úmido com Inverno seco e Verão quente + Cwb : clima temperado úmido com Inverno seco e Verão temperado + Cwc : clima temperado úmido com Inverno seco e Verão curto e fresco o Cs : clima temperado úmido com Verão seco (clima mediterrânico) + Csa : clima temperado úmido com Verão seco e quente + Csb : clima temperado úmido com Verão seco e temperado + Csc : clima temperado úmido com Verão seco, curto e fresco * D : Clima continental ou climas temperados frios — clima das grandes regiões continentais de média e alta latitude o Df : clima temperado frio sem estação seca + Dfa : clima temperado frio sem estação seca e com Verão quente + Dfb : clima temperado frio sem estação seca e com Verão temperado + Dfc : clima temperado frio sem estação seca e com Verão curto e fresco + Dfd : clima temperado frio sem estação seca e com Inverno muito frio o Dw : clima temperado frio com Inverno seco + Dwa : clima temperado frio com Inverno seco e com Verão quente + Dwb : clima temperado frio com Inverno seco e com Verão temperado + Dwc : clima temperado frio com Inverno seco e com Verão curto e fresco + Dwd : clima temperado frio com Inverno seco e muito frio * E : Clima glacial — clima das regiões circumpolares e das altas montanhas o ET : clima de tundra o EF : clima das calotes polares o EM : clima das altas montanhas 3/9/2015 13 Classificação climática de Köppen-Geiger (1918-1936) *Sistema de classificação dos tipos climáticos na Terra, determinada pelo climograma local (Ciclo anual dos valores médios mensais de temperatura T à superfície e precipitação acumulada P) e na evapotranspiração potencial ETP (evaporação do solo e plantas em condições de solo saturado). Utilizada em Ecologia, Geografia e Climatologia. Associada aos principais biomas (fauna e flora e suas interações entre si e com o ambiente físico: solo, água e ar). * Classificação: 3 letras: Grupo (A-E: do equador aos polos, determinada pela temperatura dos meses mais quentes e mais frios e balanço hídrico); Tipo: regime pluviométrico; Subtipo: descriminação das estações pela temperatura As NORMAIS CLIMATOLÓGICAS indicam as condições médias do estado da atmosfera do local e isso possibilita se caracterizar o seu CLIMA e a comparação entre localidades. Dê uma olhada nas figuras a seguir e veja as diferenças entre os climas de várias regiões do mundo e também do Brasil. 3/9/2015 14 • Primeira classificação “planetária” • Talvez, a mais simples • Agrupa 24 tipos climáticos através de um conjunto de letras maiúsculas e minúsculas que designam os grande grupos, subgrupos climáticos e suas subdivisões que indicam características sazonais Classificação climática de Köppen (1918) Críticas: • não justifica o uso de certos critérios numéricos • limites climáticos são “rígidos” • ausência de categoria climática subúmida Classificação climática de Köppen (1918) 3/9/2015 15 Classificação climática de Köppen (1918) Tipos climáticos do Estado do Rio Grande do Sul segundo a classificação de KÖPPEN (1931) 3/9/2015 16 Tipos climáticos do Estado do Rio Grande do Sul segundo o Índice de Umidade da classificação de Thorntwaite (1948) Classificação com 120 tipos climáticos ( só 32 são efetivamente representados num mapa mundi) • introduziu novos valores como a eficiência da temperatura e a precipitação efetiva • introdução de índices climáticos principais: • índice de umidade • evapotranspiração potencial: Im = (100S – 60D)/EP , onde: Im = índice de umidade S = excedente de água anual D = deficiência de água anual EP = evapotranspiração potencial anual Obs.: em 1955 foi revisada com o acréscimo da diversidade de armazenamento de umidade no solo � cobertura vegetal e tipo de solo � retenção de umidade no solo Classificação climática de Thorntwaite (1948) 3/9/2015 17 Características: • modelo simples e eficaz de classificação genética � aproximação da Física (Meteorologia) com a Climatologia (Geografia) • baseada na origem dos fenômenos climáticos • climas do mundo baseados nos “controles climáticos”, isto á, nos centros de ação, nas massas de ar, nos processos frontológicos e nas características das precipitações: • 14 tipos climáticos� regiões climáticas • 1 tipo climático� altitude do relevo Classificação climática de Strahler (meados do século XX) • CLIMAS DAS LATITUDES BAIXAS � controlados pelas massas de ar equatoriais e tropicais: a) Equatorial úmido b) Litorâneo com ventos alíseos c) Desértico tropical e de estepe d) Desértico da costa ocidental e) Tropical seco-úmido • CLIMAS DAS LATITUDES MÉDIAS � controlados pelas massas de ar tropicais e massas de ar polares a) Subtropical úmido b) Marítimo da costa ocidental c) Mediterrâneo d) Desértico e de estepe de latitude média e) Continental úmido • CLIMAS DAS LATITUDES ALTAS � controlados pelas massas de ar polares a) Continental subártico b) Marítimo subártico c) Tundra d) Calota de gelo e) Climas de terras altas � nas principais áreas com terras altas do mundo � altiplanos e cadeias de montanhas Classificação climática de Strahler (meados do século XX) 3/9/2015 18 Classificação climática de Strahler (meados do século XX) Classificação climática de Arthur Straler 3/9/2015 19 Fatores do Macroclima São aqueles que atuam em escala regional ou geográfica. São classificados como permanentes (latitude, altitude/relevo, oceanidade/continentalidade, etc.) ou variáveis (correntes oceânicas, centros semi-permanentes de alta e baixa pressão, massas de ar, composição atmosférica, etc.). 1. Latitude Esse fator está ligado às relações Terra-Sol, que envolve o movimento aparente do Sol no sentido N-S ao longo do ano, o qual é consequência do movimento de translação e da inclinação do eixo terrestre (23o27´) em relação à perpendicular ao plano da eclíptica. Com isso, ocorre variação espacial e temporal do ângulo de incidência dos raios solares na superfície (ângulo zenital) e do fotoperíodo, os quais por sua vez geram valores diários de irradiância solar variáveis de acordo com a latitude e com o dia do ano, resultando em diferenças nas condições térmicas. Quanto maior a latitude: < Temp média anual 3/9/2015 20 2. Altitude/Relevo O aumento da altitude ocasiona diminuição da temperatura. Isso ocorre em conseqüência da rarefação do ar e da diminuição da pressão atmosférica. 3/9/2015 21 3. Oceanidade / Continentalidade Esses termos se referem, respectivamente, à proximidade ou distância do oceano ou grandes massas de água. Oceanidade se refere ao efeito do oceano sobre o clima de uma região litorânea. A água do oceano atua como um moderador térmico, ou seja, não permite que grandes variações de temperatura ocorram. Isso se dá pelo fato da água ter maior calor específico do que o ar, resfriando-se e aquecendo-se mais lentamente. A massa de água ao trocar calor com o ar faz com que haja uma atenuação tanto do aquecimento do ar como de seu resfriamento, reduzindo assim a amplitude térmica (Tmax – Tmin). A continentalidade ocorre em locais situados no interior dos continentes, portanto sem sofrer efeito dos oceanos. Nessa condição, as amplitudes térmicas são maiores, tanto em termos diários como em termos anuais. Cuiabá - Amplitude térmica mensal entre8 e 17oC Salvador - Amplitude térmica mensal entre 3 e 6oC Numa escala geográfica maior, o poder moderador dos oceanos explica também porque as amplitudes térmicas (verão – inverno) são maiores no HN e menores do HS. 3/9/2015 22 4. Correntes Oceânicas A movimentação contínua das águas oceânicas em função de diferenças de densidade (causadas por diferença de temperatura, salinidade e pela rotação da Terra) gera correntes que se movem de maneira organizada, mantendo as suas características físicas, as quais diferem das águas adjacentes. As correntes que circulam dos Pólos para o Equador são FRIAS e as que circulam do Equador para os Pólos são QUENTES. A atmosfera em contato com essas massas de água entram em equilíbrio térmico com a superfície. Por isso, as correntes tem grande efeito sobre o regime térmico e hídrico (chuvas) na faixa litorânea dos continentes. Correntes Frias Condicionam clima ameno e seco Correntes Quentes Condicionam clima quente e úmido Exemplo: Salvador, BA, Brasil Tanual = 24,9oC e Panual = 2.000 mm Lima, Perú Tanual = 19,4oC e Panual = 40 mm 3/9/2015 23 Fatores do Topoclima São aqueles que dependem do relevo local, especialmente da configuração dos terrenos e da exposição desses em relação à radiação solar. Esses fatores devem ser levados em consideração nas regiões S e SE do Brasil, quando da implantação de culturas suscetíveis às geadas. Planaltos e baixadas favorecem o acúmulo de ar frio, criando topoclimas diferentes das meia-encostas e espigões. As culturas susceptíveis às geadas devem ser implantadas em área livres do acúmulo do ar frio Configurações topográficas 3/9/2015 24 Efeito da configuração topográfica no acúmulo de ar frio na baixada e formação de neblina Bebedouro, SP -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez D ef ( m m ) E xc ( m m ) Exc = 327mm Def = 198mm Lat.: 20o50'S Long.: 48o30'W Alt.: 567m Itabaianinha, SE -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez D ef ( m m ) E xc ( m m ) Exc = 123mm Def = 291mm Lat.: 11o07'S Long.: 37o49'W Alt.: 223m Balanço Hídrico Normal O balanço hídrico normal auxilia no planejamento agrícola, já que nos dá uma noção mais exata da variabilidade das condições hídricas ao longo de um ano NORMAL. 3/9/2015 25 Já o balanço hídrico seqüencial, ou seja, feito com dados de uma seqüência de anos, nos fornece a condição que ocorreu naquele período específico, auxiliando na interpretação dos acontecimentos. O exemplo a seguir mostra o BH seqüencial de dois anos consecutivos para Piracicaba em que podemos identificar os períodos secos e úmidos, assim como a variação do armazenamento de água no solo (ARM) no decorrer dos meses. Observe que a estiagem do ano de 1999 foi mais acentuada do que a de 1998, o que com certeza teve conseqüências para as atividades agrícolas, especialmente para o início da safra das águas e para as culturas perenes, como os citros e o café Balanço Hídrico Seqüencial Piracicaba, 1998 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 J1 J3 F2 M1 M3 A2 M1 M3 J2 J1 J3 A2 S1 S3 O2 N1 N3 D2 m m DEF(-1) EXC Piracicaba, 1999 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 J1 J3 F2 M1 M3 A2 M1 M3 J2 J1 J3 A2 S1 S3 O2 N1 N3 D2 m m DEF(-1) EXC Piracicaba, 1998 0 20 40 60 80 100 120 J1 J3 F2 M1 M3 A2 M1 M3 J2 J1 J3 A2 S1 S3 O2 N1 N3 D2 m m CAD ARM Piracicaba, 1999 0 20 40 60 80 100 120 J1 J3 F2 M1 M3 A2 M1 M3 J2 J1 J3 A2 S1 S3 O2 N1 N3 D2 m m CAD ARM DEF = deficiência hídrica, EXC = Excedente hídrico, CAD = capacidade máxima de armazenamento de água pelo solo, e ARM = armazenamento atual de água no solo. Escala espacial dos fenômenos atmosféricos Portanto, em um mesmo MACROCLIMA podem ocorrer diferentes TOPOCLIMAS... ...e dentro de um mesmo TOPOCLIMA podem existir diversos MICROCLIMAS 3/9/2015 26 Estufas plásticas Viveiro coberto com tela Sistemas AgroflorestaisArborização Pastagem Cada uma dessas condições de cobertura do terreno irá gerar um microclima diferente, que por sua vez depende também do macro e do topoclima. Fatores do Microclima São aqueles que modificam o clima em microescala, devido ao tipo de cobertura do terreno ou prática agrícola, podendo assim ser modificado pelo homem. Muitas vezes, a alteração do microclima é necessária para que se possa cultivar uma certa cultura, não apta ao macroclima da região. Exemplos disso são os ambientes protegidos (estufas, telados, etc) que tem por finalidade reduzir a incidência de radiação solar sobre as culturas, elevar as temperaturas ou evitar a ação da chuva nas plantas. O sistema agro-florestal (SAF) é outro exemplo, assim como a irrigação que ao fornecer água para a cultura provoca a redução da temperatura e aumento da umidade. Apesar dos aspectos favoráveis, a alteração do microclima se não for bem controlada pode levar a efeitos desfavoráveis, como é o que ocorre quando se adensa demasiadamente as culturas ou se irriga com muita freqüência. Nessas condições o microclima se torna extremamente favorável à ocorrência de doenças fúngicas e bacterianas.
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