Aula 3. Temperatura do ar

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Meteorologia e 
Climatologia
Aula 3. 
Temperatura do ar
Temperatura
1. Calor e temperatura;
2. Escalas de temperatura;
3. Medida da temperatura;
4. Índices de desconforto humano;
5. Controles da temperatura.
1. Calor e temperatura
CALOR é definido como energia cinética 
total dos átomos e moléculas que 
compõem uma substância. Ele é 
transferido de um objeto para outro 
devido às diferenças de temperatura 
entre eles. 
TEMPERATURA é uma medida da 
energia cinética média das moléculas 
ou átomos individuais. Maiores 
temperaturas correspondem a maiores 
velocidades médias.
Calor e temperatura
A temperatura de um copo com água fervente é 
a mesma que de um balde com água fervente. A 
temperatura não depende da massa.
Calor e temperatura
O calor em um copo com água fervente é menor 
do que o calor de um balde com água fervente, 
pois o calor depende da massa.
Calor e temperatura
Calor e temperatura estão relacionados:
A temperatura (ou volume, ou fase da 
água) de uma parcela de ar muda 
quando o ar ganha ou perde calor;
Gradientes de temperatura 
determinam o fluxo de calor de um 
lugar para outro. Depois de transferido, 
o calor é armazenado como energia 
interna.
2. Escalas de temperatura
• Celsius, Farenheit e Kelvin.
Ponto de fusão do gelo:
0 C, 32 F e 273 K
Ponto de ebulição da água:
100 C, 212 F e 373 K
O ponto zero da escala Kelvin (zero 
absoluto) corresponde, ao menos teoricamente, à 
temperatura na qual cessa o movimento molecular e o 
objeto não emite radiação eletromagnética. Não há 
temperaturas abaixo dessa.
Relações entre as escalas
F = (1,8 x C) + 32
C = (F – 32) / 1,8
C = K – 273
K = C + 273
3. Medida da temperatura
• Instrumento = termômetro (leitura 
do valor), ou termógrafo (registro de 
valores).
• Termômetro mais comum = tubo 
graduado com líquido (mercúrio ou 
álcool). 
– Ar aquece e o líquido se expande, ar 
esfria e o líquido se contrai.
Instrumentos
Estações convencionais
• Termômetro de máxima
• Termômetro de mínima
Estações automáticas
Sensor de temperatura
Abrigo de uma estação 
convencional
Ambiente bem ventilado, protegido da radiação solar direta e de 
outras superfícies, como paredes ou o solo, e da precipitação. 
Pintado de branco e com venezianas para ventilação, 1 metro acima 
do solo, em área coberta com grama, longe de árvores ou outros 
obstáculos.
Termômetro de 
máxima
Termômetro de 
mínima
Termógrafo
Psicrômetro
Evaporímetro
Barógrafo
Termômetro de mínima
Há um índice de metal junto ao topo da coluna de fluído (normalmente álcool). 
Quando a temperatura do ar cai, a coluna de fluído diminui e o índice é puxado 
em direção ao bulbo; quando a temperatura sobe novamente, o fluído sobe mas o 
índice permanece no nível da mínima temperatura atingida
Termômetro de máxima
Possui um afinamento no tubo, logo acima do bulbo. Quando a temperatura sobe, o 
mercúrio se expande e é forçado através do afinamento. Quando a temperatura cai 
o filete de fluído não retorna através do afinamento. Fica, assim, registrada a 
temperatura máxima. 
Cálculo da temperatura média 
diária – estação convencional 
- Brasil
T = (T9h + 2 x T21h + Tmáx + Tmín)
5
Abrigo de uma estação 
automática
Mesmo padrão de instalação, a 1 a 1,5 m acima do 
solo, livre de obstruções.
Sensor realiza medidas 
a cada segundo.
4. Índices de desconforto 
humano
A sensação de temperatura que o corpo humano sente é afetada 
por vários fatores: umidade relativa, vento e radiação solar.
O índice de temperatura-umidade (ITU) é um avaliador do 
conforto humano para o verão, baseado em condições de 
temperatura e umidade.
ITU = T - 0.55 (1 - UR )( T - 14 ) onde
T = temp. graus celsius
UR = umidade relativa em fração decimal
Suor = controla a temperatura do corpo. Ar úmido reduz o suor.
Um dia quente e úmido parece mais quente que um dia quente e 
seco.
Índice de Temperatura-Umidade
Verão
Índice "windchill"
• No inverno, o desconforto humano com o frio é 
aumentado pelo vento, que afeta a sensação de 
temperatura.
• O vento aumenta o resfriamento por evaporação, 
e a taxa de perda de calor sensível (efeito 
combinado de condução e convecção) devido à 
constante troca do ar aquecido junto ao corpo 
por ar frio.
• Por exemplo, quando a temperatura é -8ºC e a 
velocidade do vento é 30Km/h, a sensação de 
temperatura seria aproximadamente -25ºC.
Índice "windchill"
Dia 17/06/2008 às 7h em Laguna = 5,2C, vento médio de 20 
km/h e vento máximo de 30 km/h.
5. Controles da temperatura
A temperatura do ar é variável, no tempo e no 
espaço. Pode ser regulada por vários fatores, que 
são os controles da temperatura:
a) radiação,
b) advecção de massas de ar,
c) aquecimento diferencial da terra e da água,
d) correntes oceânicas,
e) altitude,
f) posição geográfica.
a. Controles radiacionais
1. Latitude, hora do dia ou do ano (altura 
do sol, intensidade e duração da radiação 
solar incidente);
2. Cobertura de nuvens (radiação solar e 
terrestre);
3. Tipo de superfície (albedo e radiação 
absorvida).
*** A temperatura é maior nos trópicos, em janeiro do HS, de 
dia, sob céu claro, em solo descoberto e seco.
Ciclo anual de temperatura
• Reflete a variação da 
radiação solar 
incidente ao longo do 
ano. Entre os trópicos 
de Capricórnio e 
Câncer a temperatura 
varia pouco, contrário 
às latitudes médias e 
altas.
RS
CE
MT
Latitude
Variação da temperatura em 
latitudes médias e altas
• Variação mensal está atrasada um mês em 
relação à variação de insolação. Em Curitiba o 
mês mais frio é julho e o mais quente fevereiro.
Jun Ago Out Dez Fev Abr Jun
Temperatura
Ganho de 
radiação solar
Perda de 
radiação da 
terra
Mínimo
Máximo
Temperatura anual e fluxo de 
radiação
A influência marítima diminui a defasagem em 
relação ao mês de maior radiação e maior 
temperatura e a amplitude da variação anual de 
temperatura é reduzida.
Variação da temperatura em 
cidades costeiras
Ciclo diurno de temperatura
• Reflete a variação da radiação ao longo do dia. 
• A menor temperatura ocorre em geral próximo 
ao nascer do sol, como resultado de uma noite de 
resfriamento radiativo da superfície da Terra. 
• A temperatura mais alta ocorre usualmente no 
começo ou meio da tarde, enquanto o pico de 
radiação ocorre ao meio dia.
Celso Ramos - SC
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Temperatura média (2006-2009)
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Florianópolis
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Temperatura média (2006-2008)
HORA
T
C
Por que a temperatura é 
máxima no meio da tarde?
1. O ar absorve pouca radiação solar. Seu maior 
aquecimento vem da energia vinda da superfície da 
Terra; 
2. A taxa com a qual a terra fornece energia à 
atmosfera não está em balanço com a taxa com a 
qual a atmosfera irradia calor.3. Geralmente, durante umas poucas horas após o 
período de máxima radiação solar, o calor fornecido 
pela Terra à atmosfera é maior que o emitido pela 
atmosfera para o espaço. 
4. Em consequência, geralmente a temperatura do ar 
é máxima a tarde.
Fatores que influenciam o ciclo 
diurno
1. Amplitude de variação da altura do sol durante 
o dia é maior em latitudes baixas. A amplitude 
diária é maior que a anual nos trópicos.
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1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21Amplitude entre meses = 1,2C
Amplitude no dia (Fev 2012)= 
5,5C
Fatores que influenciam o ciclo 
diurno
A nebulosidade diminui a amplitude da variação - durante o dia as 
nuvens bloqueiam a radiação solar, reduzindo o aquecimento; a noite 
as nuvens retardam a perda de radiação pela superfície e o ar e 
reirradiam calor para a terra;
3. Localidades costeiras podem ter menores variações de 
temperatura durante o dia. Durante 24h o oceano se 
aquece tipicamente menos que 1C, e o ar acima dele 
também têm pouca variação.
Fatores que influenciam o ciclo 
diurno
Cobertura do solo
Influência da nebulosidade
5. Controles da temperatura
A temperatura do ar é variável, no tempo e no 
espaço. Pode ser regulada por vários fatores, que 
são os controles da temperatura:
a) radiação,
b) advecção de massas de ar,
c) aquecimento diferencial da terra e da água,
d) correntes oceânicas,
e) altitude,
f) posição geográfica.
Controle por advecção de 
massas de ar
Movimento de uma massa de ar de uma 
localidade para outra – ocorre quando uma 
massa de ar substitui outra com 
características diferentes.
Advecção de ar frio: o vento sopra através das 
isotermas de uma área mais fria para outra 
mais quente;
Advecção de ar quente o vento sopra através 
das isotermas de uma região mais quente 
para uma mais fria.
5. Controles da temperatura
A temperatura do ar é variável, no tempo e no 
espaço. Pode ser regulada por vários fatores, que 
são os controles da temperatura:
a) radiação,
b) advecção de massas de ar,
c) aquecimento diferencial da terra e da água,
d) correntes oceânicas,
e) altitude,
f) posição geográfica.
Controle por aquecimento 
diferencial da terra e da água
Terra aquece e resfria mais rápido do que a água. 
Variações nas temperaturas do ar são maiores 
sobre a terra que sobre a água. 
Vários fatores contribuem para que isso aconteça:
1. Mobilidade da água;
2. Transparência da água;
3. Calor específico;
4. Resfriamento. 
Mobilidade da água
Quando é aquecida, a turbulência distribui o calor 
através de uma massa bem maior. A variação diurna 
de temperatura na água alcança profundidade de 6 
metros ou mais e a variação anual pode atingir de 
200 a 600 metros. Após o aquecimento de verão, o 
resfriamento é mais lento, pois a camada resfriada 
vai sendo substituída pela água aquecida subjacente.
Na terra, o calor permanece numa fina camada 
superficial. As variações diurnas são muito pequenas 
além dos 10cm de profundidade. No inverno, esta 
fina camada aquecida resfria rápido.
Transparência
• Terra opaca – aquecimento em 
superfície
• Água transparente – aquecimento 
em profundidade.
Calor específico
• CE = quantidade de calor necessária 
para elevar em 1C uma massa de 
1g da substância.
• 3 vezes maior na água.
Evaporação
• Processo de resfriamento
• Maior na água.
Influência da água nos 2 hemisférios
61 % de água e 39% de terra.
81 % de água e 19% de terra. Entre 40S e 65 S quase não há 
terra.
Latitude Hemisfério Norte Hemisfério Sul
0 0 0
15 3 4
30 13 7
45 23 6
60 30 11
75 32 26
90 40 31
Variação na amplitude média anual da 
temperatura com a latitude
Janeiro
Julho
5. Controles da temperatura
A temperatura do ar é variável, no tempo e no 
espaço. Pode ser regulada por vários fatores, que 
são os controles da temperatura:
a) radiação,
b) advecção de massas de ar,
c) aquecimento diferencial da terra e da água,
d) correntes oceânicas,
e) altitude,
f) posição geográfica.
Correntes oceânicas
Correntes quentes = moderam o frio;
Ex. Corrente do Golfo aquece o oeste da 
Europa;
Correntes frias = efeito mais pronunciado 
nos trópicos ou no verão das latitudes 
médias.
Ex: Corrente de Benguela – cidade de 
Walvis Bay (23S) é 5C mais fria no 
verão que Durban, na costa oeste.
Efeito das correntes quentes sobre a temperatura de cidades 
costeiras. No caso da corrente do Golfo, o efeito ocorre 
inclusive dentro do continente devido aos ventos 
predominantes de oeste.
Quebec, Canadá, Temperatura média em janeiro é de -17 a -7,8C.
Plymouth, Inglaterra, a média é de 4 a 8 C.
DurbanWalvis Bay + 5C no verão
Efeito das correntes frias sobre a temperatura de cidades costeiras
5. Controles da temperatura
A temperatura do ar é variável, no tempo e no 
espaço. Pode ser regulada por vários fatores, que 
são os controles da temperatura:
a) radiação,
b) advecção de massas de ar,
c) aquecimento diferencial da terra e da água,
d) correntes oceânicas,
e) altitude,
f) posição geográfica.
Controle da temperatura 
devido à altitude
Lages em uma altitude de 937,7 possui 
temperatura média anual de 15,8C. 
Florianópolis a uma altitude de 2 metros tem 
temperatura média anual de 20,5 C.
A diminuição vertical média da temperatura na 
troposfera é de 6,5C. Logo a diferença deveria 
ser de 6,08 C, mas na verdade é de 4,7 C.
O fato da temperatura em cidades de altitude 
ser maior do que o calculado resulta da absorção 
e reirradiação da energia solar pela superfície do 
solo.
Controle da temperatura 
devido à altitude
Altitude influi também sobre o ciclo diurno. 
Densidade menor, o ar absorve e reflete uma 
porção menor de radiação solar incidente. A 
insolação cresce com a altitude. Logo aquece 
rápido e esfria rápido.
06:00h 14:00h 19:00h
5. Controles da temperatura
A temperatura do ar é variável, no tempo e no 
espaço. Pode ser regulada por vários fatores, que 
são os controles da temperatura:
a) radiação,
b) advecção de massas de ar,
c) aquecimento diferencial da terra e da água,
d) correntes oceânicas,
e) altitude,
f) posição geográfica.
Posição geográfica
• Cidade costeira – temperatura 
depende da direção do vento 
dominante (oceânico ou continental);
• Existência de barreira de montanhas.
Altitude e Exposição
Temperaturas médias ao nível do mar em janeiro (°C)
Temperaturas médias ao nível do mar em julho (°C)
Latitude - pólos
Maior variação sobre 
continentes
Mais regulares no HS
No HN inclinam-se 
sobre os continentes
Correntes 
quentes, isotermas 
para polos
Correntes frias 
isotermas para 
equador
Temperatura
1. Calor e temperatura;
2. Escalas de temperatura;
3. Medida da temperatura;
4. Índices de desconforto humano;
5. Controles da temperatura.