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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO CENTRO DE CIÊNCIAS MATEMÁTICAS E DA NATUREZA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE METEOROLOGIA Disciplina: Climatologia (IGT123) Professor: Wanderson Luiz CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • Em sua órbita ao redor do Sol, o planeta Terra passa por diferentes exposições à radiação solar ao longo dos 365 dias do ano, o que define as estações primavera, verão, outono e inverno. • As características das estações do ano, em termos de temperaturas e chuvas (elementos climáticos), dependem de alguns fatores adicionais como a distância até o equador, a distância aos oceanos e a altitude do local (fatores climáticos). O conjunto destes elementos e fatores define o que se chama clima. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO Elementos Climáticos Temperatura Umidade Pressão Vento Nebulosidade Precipitação CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO Fatores Climáticos Latitude Altitude Continentalidade / Maritimidade Vegetação Solo Relevo Intervenção Antrópica Correntes Marítimas • A atmosfera é extremamente complexa e desafia as definições mais simples. • O tempo que sentimos no dia a dia, as chuvas, o calor, o frio, estão associados à passagem de frentes frias e quente, ciclones e anticiclones, ondas atmosféricas, tempestades das mais variadas, entre tantos outros fenômenos. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • Conforme Mark Twain, “clima é aquilo que esperamos, tempo é o que sentimos.” • O clima é definido pela média das condições do tempo ao longo de um período de algumas décadas. • No dia a dia, temos os sistemas de tempo que provocam a variabilidade que observamos e que afetam as atividades humanas. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO Sistema Terrestre Atmosfera Biosfera Criosfera Hidrosfera Litosfera • O planeta Terra tem seu clima definido especialmente por dois fluidos: o ar e a água. • Ambos têm dinâmica própria e interagem entre si, com a terra sólida e com os ecossistemas naturais ou não. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • Os ventos são movimentos do ar que definem a circulação atmosférica, ao passo que os movimentos da água nos oceanos definem as correntes marítimas. • Intensa troca de energia entre estes fluidos ocorre quando a água muda de fase (vapor, água líquida ou gelo), mas o combustível fundamental para a dinâmica da atmosfera e dos oceanos é a energia recebida do Sol. • O aquecimento da superfície terrestre ocorre pela inclinação dos raios solares incidentes. • Quanto mais próximos de uma incidência vertical, maior a taxa de aquecimento da superfície. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • Devido à inclinação do eixo de rotação da Terra com relação ao plano da órbita, os raios solares incidem, ao meio-dia, muito próximos da vertical nas regiões tropicais, e quase na tangente nas proximidades dos polos. • No hemisfério de inverno ocorre a noite polar durante vários meses, enquanto no hemisfério de verão o polo fica iluminado, porém com raios bastante inclinados. • A região tropical tem excesso de energia, ao passo que as regiões polares têm déficit de energia. • Os fluidos, ar e água, encarregam-se de redistribuir o calor das regiões com excesso para as regiões com déficit de energia. • A maneira como a atmosfera faz esta redistribuição é por meio de movimentos horizontais – os ventos – e de movimentos verticais. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • O excesso de energia nos trópicos, especificamente nas regiões equatoriais, faz o ar aquecido se elevar, induzindo a formação de nuvens profundas que chegam até a tropopausa, a aproximadamente 15 km de altura. • O ar que sobe nas proximidades do equador desce nos subtrópicos, a aproximadamente 30 graus de latitude norte e sul, por meio de uma célula de circulação denominada Célula de Hadley. • Nestas regiões subtropicais onde o ar desce, definem-se os sistemas de alta pressão subtropical. • O ar frio dos polos e o ar quente dos trópicos e subtrópicos estão separados pelas chamadas frentes. • As frentes que observamos em superfície estão associadas a ondas atmosféricas que podem ser observadas em altitude. • Ondas atmosféricas e frentes encarregam-se de redistribuir o calor, reduzindo o excesso nos trópicos e o déficit nos polos. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • Quando o ar frio avança para o equador, a frente é denominada frente fria; quando o ar quente avança para os polos, a frente denomina-se frente quente. • Por meio do avanço das frentes, frias e quentes, os fluidos atmosféricos buscam o equilíbrio térmico, nunca atingido, mas promovem a redução das diferenças de temperatura entre equador e polos. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • A região onde os sistemas frontais se formam com mais frequência é ao redor da latitude de 60 graus sul ou norte, onde está um cinturão de baixas pressões que recebem o nome de ciclones extratropicais. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • Do encontro entre as massas frias e quentes, no cinturão de baixas pressões, ocorre o levantamento do ar que vai descer nos subtrópicos e nos polos. • Com isso, ficam definidas três células de circulação vertical, que recebem os nomes de célula de Hadley, célula de Ferrel – ou célula de latitudes médias – e célula polar. • O ramo superficial destas células define os ventos alísios de nordeste no Hemisfério Norte e os de sudeste no Hemisfério Sul, que convergem na Zona de Convergência Intertropical (ZCIT). • Entre 30 e 60 graus de latitude, os ventos passam a ser predominantemente de oeste, e nas regiões polares passam a ser novamente de leste. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • Este quadro define condições típicas para as diversas faixas de latitude. • No entanto, numa mesma latitude, existem diferentes condições climáticas. • A proximidade do oceano é um primeiro fator regulador. • A grande capacidade térmica do oceano amortece as variações de temperatura diurnas tanto pela proximidade como pela grande quantidade de vapor d’água que procede do oceano e se distribui nas proximidades. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • O alto conteúdo de umidade no ar absorve a radiação térmica emitida pela terra na faixa do infravermelho, radiação esta reemitida para baixo como parte do chamado efeito estufa. • Em locais distantes do oceano, e em desertos, o ar mais seco não retém o calor emitido pela terra, que é então perdido para o espaço. • Nestes casos, o resfriamento noturno é mais pronunciado do que em regiões úmidas, com baixas temperaturas durante a noite. • O mesmo acontece em locais altos, onde a menor espessura da atmosfera e o correspondente menor conteúdo de vapor d’água levam a menores temperaturas à noite. • Os aspectos mencionados – a proximidade do oceano e a altitude do local – são dois controles muito importantes do clima local e estão associados a regimes de vento local denominados, respectivamente, brisa marítima/terrestre e brisa de vale/montanha. • A brisa terrestre ocorre durante a noite, quando a terrase resfria mais rapidamente do que o oceano. • Este, por ter capacidade calorífica maior que a da terra, e por permitir misturas verticais, demora mais do que a superfície terrestre tanto a se aquecer como a resfriar. • Assim, durante a noite, o ar sobre a terra fica mais frio que o ar sobre o mar; isso gera uma diferença de pressão, e o ar sopra da terra para o mar. • Durante o dia, ocorre o inverso, e a brisa marítima sopra do mar para a terra. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • Em regiões altas, durante a noite, o ar se resfria mais do que nos vales; o ar frio é mais pesado e flui para os vales formando a brisa de montanha, também chamada de fluxo catabático. • Durante o dia, o sol aquece as encostas com face para leste antes de aquecer o vale, gerando a brisa de vale. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • Tanto a brisa de vale como a brisa marítima podem provocar chuvas sobre o continente. • No caso da brisa de vale, podem ocorrer neblina ou chuvas orográficas. • No caso da brisa marítima, os ventos transportam a umidade do ar marítimo por dezenas e às vezes até poucas centenas de quilômetros. • Neste trajeto, é frequente a formação de nuvens e de chuva. • O regime de chuvas de um determinado local é fator dominante na definição do clima local. • No entanto, as chuvas são o resultado final de uma série de eventos com escalas de tempo e espaço bastante diversas, de forma que as causas de uma determinada chuva podem ser uma mistura de fatores locais e remotos. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • Além disso, as chuvas numa determinada região podem afetar o tempo em outras regiões. • O mecanismo pelo qual ocorrem estas interações está baseado em três processos principais: as ondas atmosféricas, a continuidade de massa e a mudança de fase da água, da fase gasosa para a fase líquida e/ou sólida. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • No Brasil, nota-se, na região equatorial, uma faixa de latitude que engloba a região amazônica e a região Nordeste do Brasil, as quais apresentam clima chuvoso e semiárido, respectivamente. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO • Na região amazônica, a chuva sustenta a floresta, ao passo que no Nordeste, mesmo com a proximidade do oceano e com os úmidos ventos alísios soprando o ano inteiro do mar para a terra, as chuvas são escassas. • Na estação chuvosa da Amazônia, a grande quantidade de nuvens está associada às correntes de ar ascendente que descem em grande parte sobre o Nordeste, inibindo a formação local de nuvens. CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO Dúvidas!? wanderson@ufrj.br CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO
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